2021 年度研究成果報告書

中赤外テーパーファイバーを用いたオールファイバーガス分光システムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	19K15463
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関	東京大学
研究代表者	金磊東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (10825748)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	オールファイバーキャビティリングダウン / 赤外光周波数コム / テーパーファイバー / ファイバーレーザー / ガス分光
研究成果の概要	本研究では、代表者の金磊がこれまで進めてきたファイバレーザ、光周波数コム、テーパファイバの研究を中赤外波長帯域へ展開し、それらをガス分光分析などの環境、医療用光センシングへ応用した。そして、光周波数コム用超短パルスシードレーザの開発に成功し、ガス分光のために新たなモード同期法も提案した。また、ガス分光用テーパーファイバを用いたキャビティリングダウン分光法(CRDS)を実現し、安定化、小型化、低コスト化などにおいて改善を図った。
自由記述の分野	光エレクトロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	各種分子に対して顕著な振動吸収スペクトルが存在する中赤外波長領域は，科学研究にとって非常に重要な波長帯であり、世界中で活発に研究がなされている。官能基の特徴的な赤外吸収による化学物質の同定も，本赤外領域の関連技術が得意とするところである。本研究では、代表者が開発した中赤外光周波数コムを用いたテーパーファイバキャビティリングダウン分光法(CRDS)を実証し、エバネッセント光の伝搬特性を探究した。このようなオールファイバガス分光システムを実現することで、研究機関の実験室などの環境に限定して用いられてきた高感度・高分解能な分光法の対象を、一般工場や病院等までにその応用先を広げることが期待できる。