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2021 年度 実績報告書

アンダーソン局在ファイバによる高解像度赤外イメージ伝送

研究課題

研究課題/領域番号 19H02203
研究機関豊田工業大学

研究代表者

鈴木 健伸  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60367828)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードアンダーソン局在 / イメージ伝送 / 光ファイバ
研究実績の概要

現在,内視鏡によって体内を直接的に観察し,患者への負担の少ない検査・手術が広く行われている.高解像度の赤外イメージ伝送が可能になると血管内の画像や人体内のサーモグラフィーが得られるようになり,新たな診断・治療方法が実現できる.既存のイメージファイバでは赤外透過性の低い材料を使用していることと周期的な構造を有するために波長の長い赤外光を高解像度で伝送することはできない.本研究課題は赤外光透過性の高い新規なガラス材料と断面方向にランダムな構造を有するファイバによるアンダーソン局在を用いて,高い解像度の赤外イメージ伝送を実現することを目指した.
高い解像度の赤外イメージ伝送を実現する構造を広く検討する過程で,ビーム伝搬法を用いた導波光の伝搬解析および有限要素法を用いたモード解析からランダム断面構造ファイバ内の導波機構の解析を行った.ランダム構造中の局所的な屈折率の分布の偏りによって部分的に解像度が劣化することがある.これを解決するため高屈折率材料と低屈折材料を交互に配置する新規な構造を見出し,そのような構造を持つファイバを作製する方法について検討した.
高屈折率材にAsSe2ガラスと低屈折率材にAs2S5ガラスを用いたランダム断面構造ファイバを作製し,赤外光のイメージ伝送の可能性について基礎的な検討を行った.基本単位構造の直径が約3マイクロメートルで,空孔のない緻密なランダム断面構造ファイバを作製することに成功した.作製したランダム断面構造ファイバを用いて波長が3マイクロメートルの赤外光を用いてイメージ光伝送の基礎的な実験を行った.スポット光を入射した結果,直径約11マイクロメートルの狭い領域に閉じ込めるられることが確認でき,ランダム断面構造ファイバで中赤外イメージ伝送が可能であることを実証することができた.

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Transverse Anderson localization of mid-infrared light in a chalcogenide transversely disordered optical fiber2022

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Asuka、Tong Hoang Tuan、Matsumoto Morio、Sakai Goichi、Suzuki Takenobu、Ohishi Yasutake
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 ページ: 5159-5166

    • DOI

      10.1364/OE.450864

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Observation of transverse Anderson localization of mid-infrared light in a chalcogenide transversely disordered optical fiber2021

    • 著者名/発表者名
      Asuka Nakatani, Tong Hoang Tuan, Morio Matsumoto, Goichi Sakai, Takenobu Suzuki, and Yasutake Ohishi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2021
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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