ハイブリッドフォトニック結晶ファイバによる高効率コヒーレント光の発生

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K18891
• 研究機関: 豊田工業大学
• 研究代表者: 大石 泰丈 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80360238)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: フォトニック結晶ファイバ / 非線形光学 / 光パラメトリック増幅 / 四光波混合 / コヒーレント光 / カルコゲナイドガラス / テルライトガラス

研究実績の概要

・これまでに、2μm帯に零分散波長をもつカルコゲナイドフォトニック結晶ファイバを作製して、その波長分散を考慮し、非線形シュレディンガー方程式による四光波混合によるアイドラ光の発生解析を行った．その結果、2μm帯の励起により4μmを超える波長域にアイドラ光が発生できることを明らかにし、実際にカルコゲナイドフォトニック結晶ファイバを用いて実験的検証を行った結果、4.5μmにアイドラ光が発生することを実証した．光ファイバを用いて4μmを超える波長域においてアイドラ光を発生した例はこれまでにはなく、初めて得られた結果である．
・前年度成果を踏まえ、テルライトフォトニック結晶ファイバを用いた波長変換実験を行った．その結果、2μm帯の励起により4.1μmの波長域にアイドラ光が発生することを確認した．テルライトフォトニック結晶ファイバを用いて4μmを超える波長域にアイドラ光が発生できることを示したのは初めてである．
・これまでの成果を踏まえ、信号光とアイドラ光との周波数差を大きく取れる波長分散特性を持つファイバの作製して探索を行った．ファイバの対象は，微細構造光ファイバ以外にも広げた．TeO2-Bi2O3-ZnO-Na2O (TBZN) 系ガラスを用い作製したテルライトステップインデックス型光ファイバを用いて波長変換の実験を行った. 発振波長が1545nmのナノ秒レーザ光を励起光源として用いた．このとき、775nmに信号光と考えられる光が発生した．その発生効率は、1.12％という高い値を示した。励起光波長と信号光波長との差分からアイドラ光の発生する周波数は0.025THzと見積もられた．当研究室には、そのTHz光を検出する装置がないため、直接的な確認はできなかったが、本実験結果は光ファイバによるTHz光発生を十分示唆するものであり、本研究課題の目的を十分達成した結果が得られたと判断している。

研究成果

• [雑誌論文] Coherent Mid-IR Supercontinuum Generation using Tapered Chalcogenide Step-Index Optical Fiber: Experiment and modelling. (2020)
  • 著者名/発表者名: T. S. Saini, T. H. Tuan, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 2236-1-9
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59288-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characteristics of vector beams in mid-infrared waveband in an As2Se3 photonic crystal fiber with small hollow core. (2020)
  • 著者名/発表者名: W. Gao, X. Zhang, W. Jiang, Z. Zhang, P. Gao, L. Cheng, P. Wang, W. Zhang, R. Wang, M. Liao, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Optical Fiber Technology 巻: 55 ページ: 102152-1-6
  • DOI: 10.1016/j.yofte.2020.102152
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Theoretical Investigation of an Alcohol-Filled Tellurite Photonic Crystal Fiber Temperature Sensor Based on Four-Wave Mixing. (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Sun, X. Yan, F. Wang, X. Zhang, S. Li, T. Suzuki, Y. Ohishi, and T. Cheng
  • 雑誌名: Sensors 巻: 20 ページ: 1007-1-10
  • DOI: 10.3390/s20041007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Energy transfer in Cr and Nd co-doped Si-B-Na-Al-Ca-Zr-O glasses. (2020)
  • 著者名/発表者名: M. A. Hughes, H. Li, R. J. Curry, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Journal of Noncrystalline Solids 巻: 530 ページ: 119769-1-8
  • DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2019.119769
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Switchable dual-wavelength mode-locked fiber laser usimg Saganc loop mirror. (2020)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, T. H. Tuan, T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Optics Communications 巻: 463 ページ: 125457-1-5
  • DOI: 10.1016/j.optcom.2020.125457
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] All-fiber mode-locked laser based on Mamyshev mechanism with high-energy pulse generation at 1550 nm. (2020)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, T. H. Tuan, T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Journal of Lightwave Technology 巻: 38 ページ: 1468-1473
  • DOI: 10.1109/JLT.2019.2954488
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 22.7 W mid-infrared supercontinuum generation in fluorotellurite fibers. (2020)
  • 著者名/発表者名: Z. Li, Z. Jia, C. Yao, Z. Zhao, N. Li, M. Hu, Y. Ohishi, W. Qin and G. Qin
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 45 ページ: 1882-1885
  • DOI: 10.1364/OL.383642
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-infrared supercontinuum generation with high spectral flatness in dispersion flattened tellurite all-solid hybrid microstructured optical fibers. (2020)
  • 著者名/発表者名: H. P. T. Nguyen, T. H. Tuan, M. Matsumoto, G. Sakai, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 59 ページ: 042002-1-9
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ab7ddc
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fabrication of a novel tellurite hollow core optical fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. T. Tong, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 127 ページ: 187-190
  • DOI: 10.2109/jcersj2.18195
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Amplification of wavelength-shifting soliton in active photonic crystal fibers. (2019)
  • 著者名/発表者名: C. Yao, Z. Jia, Q. Li, G. Qin, M. Hu, Y. Ohishi, and W. Qin
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 112 ページ: 161105-1-5
  • DOI: 10.1063/1.5009368
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tunable and switchable all-fiber dual-wavelength mode locked laser based on Lyot filtering effect. (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, T. H. Tuan, T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 27 ページ: 14635－14647
  • DOI: 10.1364/OE.27.014635
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multi-wavelength Brillouin-erbium fiber laser with more than 95 lines based on a dual-ring structure. (2019)
  • 著者名/発表者名: W. Gao, P. Gao, X. Zhang, Z. Zhang, W. Jiang, Y. Zhou, W. Zhang, L. Chen, P. Wang, L. Chen, P. Wang, M. Liao, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 58 ページ: 082003-1-4
  • DOI: 10.7567/1347-4065/ab2e80
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] All-fiber supercontinuum source pumped by noise-like pulse mode locked laser. (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, T. H. Tuan, T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: 31 ページ: 1225-1228
  • DOI: 10.1109/LPT.2019.2922437
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broadband supercontinuum generation from 600 to 5400 nm in a tapered fluorotellurite fiber pumped by a 2010 nm femtosecond fiber laser. (2019)
  • 著者名/発表者名: Z. Li, C. Yao, Z. Jia, F. Wang, G. Qin, Y. Ohishi, and W. Qin
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 115 ページ: 091103-1-5
  • DOI: 10.1063/1.5110313
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Highly efficient second harmonic generation in a tellurite optical fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Cheng, Y. Xiao, S. Li, X. Yan, X. Zhang, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 44 ページ: 4686-4689
  • DOI: 10.1364/OL.44.004686
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ultrafast All-Optical Signal Modulation Induced by Optical Kerr Effect in a Tellurite Photonic Bandgap Fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Cheng, F. Zhang, S. Tanaka, S. Li, X. Yan, X. Zhang, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Photonics 巻: 6 ページ: 113-1-8
  • DOI: 10.3390/photonics6040113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-infrared transmission by a tellurite hollow core optical fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. T. Tong, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 27 ページ: 30576-30588
  • DOI: 10.1364/OE.27.030576
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fabrication of a tellurite hollow core optical fiber with six non-touching cladding air holes. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. T. Tong, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 127 ページ: 918-923
  • DOI: 10.219/jcersj2.19142
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Numerical study on mid-infrared optical parametric amplification around 5 μm by injecting signal vector beams in As2Se3 MOFs. (2019)
  • 著者名/発表者名: W. Gao, P. Wang, W. Jiang, Z. Zhang, X. Zhang, P. Gao, W. Zhang, M. Liao, T. Suzuki, Y. Ohishi, and Y. Zhou
  • 雑誌名: Journal of the Optical Society of America B 巻: 36 ページ: 3348-3356
  • DOI: 10.1364/JOSAB.36.003348
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Fabrication of a tellurtie hollow-core optical fiber for mid-infrared transmission. (2020)
  • 著者名/発表者名: T. H. Tuan, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Demonstration of mid-IR supercontinuum gemeartion using all-normal dispersion engineered tapered chalcogemide fiber. (2020)
  • 著者名/発表者名: T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, L. Xing, T. H. Tuan, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Mid-infrared supercontinuum generation in an all-solid hybrid microstructured optical fiber. (2020)
  • 著者名/発表者名: H. P. T. Nguyen, H. T. Tong, T. S. Saini, X. Luo, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Suspended-core fluoride fiber for broadband supercontinuum generation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Li, L. Wang, M. Liao, L. Zhang, W. Bi, T. Xue, Y. Liu, R. Zhang, and Y. Ohishi
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Linear Er-doped fiber Mamyshev regenerator with high pulse energy generation. (2020)
  • 著者名/発表者名: L. Xing, T. H. Tuan, T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2020
  • 国際学会
• [学会発表] 高非線形光ファイバによる広帯域中赤外光の発生 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大石泰丈、鈴木健伸
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第40回年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] 高非線形光ファイバによる光波の創生制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大石泰丈
  • 学会等名: 第37回ニューガラスフォーラム若手懇談会
  • 招待講演
• [学会発表] Multi-octave-spanning supercontinuum generation in lead fluoride crystal. (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Yang, H. Cai, M. Liao, Y. Ohishi, W. Bi, X. Li, and T. Suzuki
  • 学会等名: CLEO2019
  • 国際学会
• [学会発表] Experimental Demonstration of Highly Coherent Near to Mid-Infrared Supercontinuum Generation with All-solid Hybrid Microstructured Tellurite Fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. P. T. Nguyen, T. H. Tong, X. Luo, T. S. Saini, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO2019
  • 国際学会
• [学会発表] Light propagation properties of a novel tellurite hollow-core fiber with single hexagonal air-hole layer. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. H. Tuan, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO2019
  • 国際学会
• [学会発表] Demonstration of the Coherent Mid-IR Supercontinuum Generation in Tapered Tellurite Fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, X. Luo, T. H. Tuan, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO2019
  • 国際学会
• [学会発表] Suppressing 1.06 μm Emission of Nd3+ Ions in Tellurite All Solid Photonic Bandgap Fibers With Double Cladding. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. T. Tong, K. Miura, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y Ohishi
  • 学会等名: CLEO Europe-EQEC 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Cascaded Stimulated Raman Scattering in a Chalcogenide optical fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Cheng, S. Li, X. Yan, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO Europe-EQEC 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Dual-wavelength dual-comb mode locked Er-doped fiber laser based on Saganc fiber loop mirror. (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, T. Tuan, T. Saini, H. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO Europe-EQEC 2019
  • 国際学会
• [学会発表] A tellurite all-solid hybrid microstructured fiber with ultra-samll chromatic dispersion fluctuation. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. P. T. Nguyen, H. T. Tong, T. S. Saini, X. Luo, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO Europe-EQEC 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Coherent Mid-IR Supercontinuum Generation using Tapered Chalcogenide Step-Index Fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, X. Luo, T. H. Tong, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: CLEO Europe-EQEC 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Tellrite all-solid hybrid microstructured optical fibers for highly coherent mid-infrared supercontinuum generation. (2019)
  • 著者名/発表者名: .H. P. T. Nguyen, T. H. Tuan. T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: 24th Optoelectronics and Communications Conference/ International Conference on Photonics in Switching and Computing 2019
  • 国際学会
• [学会発表] The Reduction of 1.06-μm Emission in a Double Cladding Tellurite All-solid Photonic Bandgap Fiber Doped with Neodymium Ions. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. H. Tuan, K. Suzaki, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: 16th International Joint Conference on e-Business and Telecommunications
  • 国際学会
• [学会発表] Propagation of mid-infrared light in a tellurite hollow core optical fiber with non-touching circular cladding air-holes. (2019)
  • 著者名/発表者名: H.T. Tong, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: FiO+LS2019
  • 国際学会
• [学会発表] Demonstration of an all-fiber dual-wavelength mode locked laser based on lyot filtering effect. (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, H.T. Tong, T. S. Saini, H. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: FiO+LS2019
  • 国際学会
• [学会発表] Soft Glass Optical Fibers and Their Applications. (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohishi
  • 学会等名: World Congress on Lasers, Optics, and Photonics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nd3+ - doped tellurite all solid photonic bandgap fiber with one-dimensional asymmetric periodic structure. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. H. Tuan, K. Suzaki, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: OSA Laser Congress 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Highly coherent supercontinuum generation in chalcogenide all-solid hybrid microstructured optical fibers. (2019)
  • 著者名/発表者名: H. P. T. Nguyen, T. H. Tuan, T. S. Saini, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: OSA Laser Congress 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Soft glass highly nonlinear fibers and applications. (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohishi
  • 学会等名: SPIE Photonics Asia 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Amplification of wavelength-shifting soliton in active photonic crystal fibers. (2019)
  • 著者名/発表者名: C. Yao, Z. Jia, Q. Li, G. Qin, M. Hu, Y. Ohishi, and W. Qin
  • 学会等名: SPIE Photonics Asia 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Mid-infrared vector beams in slelenide photonic crystal fiber with small hollow core and their application on supercontinuum generation. (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, W. Jiang, Z. Zhang, P. Gao, L.Chen, P. Wang, W. Zhang, Y. Zhou, M. Liao, T. Suzuki, Y. Ohishi, and W. Gao
  • 学会等名: SPIE Photonics Asia 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Soft glass microstructured optical fibers and their applications. (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohishi
  • 学会等名: 6th International Workshop on Specialty Optical Fiber and Their Applications
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication of a tellurite hollow core optical fiber for mid-infrared transmission. (2019)
  • 著者名/発表者名: T. H. Tuan, N. Nishiharaguchi, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: 6th International Workshop on Specialty Optical Fiber and Their Applications
  • 国際学会
• [学会発表] Noise-like pulse pumped all-fiber supercontinuum laser source. (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Luo, T. H. Tuan, T. S. Saini, H. P. T. Nguyen, T. Suzuki, and Y. Ohishi
  • 学会等名: 6th International Workshop on Specialty Optical Fiber and Their Applications
  • 国際学会
• [学会発表] Broadband Supercontinuum Generation from 600 to 5400nm in a Tapered Fluorotellurite Fiber. (2019)
  • 著者名/発表者名: Z. Li, C. Yao, Z. Jia, F. Wang, G. Qin, Y. Ohishi, and W. Qin
  • 学会等名: The 42nd PIERS in Xiamen, CHINA
  • 国際学会
• [学会発表] 遷音速・超音速風洞における速度計測を目的としたフェムト秒レーザーで励起した窒素の発光特性に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 久田凌希、石原純、大石泰丈、半田太郎、小池俊輔
  • 学会等名: 第51回流体力学講演会 / 第37回航空宇宙数値シュミレーション技術シンポジウム
• [学会発表] 低融点ガラス特殊ファイバの作製と赤外応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健伸、大石泰丈
  • 学会等名: 2019年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会
  • 招待講演