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2008 年度 実績報告書

希土類添加ガラスのパノスコピック配位子場制御による光増幅材料の設計

研究課題

研究課題/領域番号 20900122
研究機関京都大学

研究代表者

田部 勢津久  京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 教授 (20222119)

キーワード光増幅器 / 光ファイバ通信 / 希土類 / 結晶化ガラス / ホタル石結晶 / ナノ結晶 / エルビウム / レーザ
研究概要

光ファイバ通信における光増幅器は、低コストで小型の平面導波路型光増幅器の要求が高くなってきているが、平面型光導波路を用いた光増幅器は、反転分布状態を実現するために、励起密度の高い光源が必要不可欠である。そこで金属表面近傍に増強電場を形成するという特異な性質を持つ表面プラズモン(surface plasmon, SP)によるEr^<3+>添加Y_2O_3薄膜の励起を試みた。
固相反応法により作製したEr : Y_2O_3多結晶体ペレットをターゲットとし、PLD法により、薄膜を石英基板上に堆積させた。得られた薄膜は、XRD測定により結晶同定、透過率測定により膜厚の見積もり、発光スペクトル測定を行った。また、SP励起のため、薄膜に30nmの銀を蒸着し、全反射減衰(attenuated total refraction, ATR)法に従い、プリズム/中間液/銀/薄膜の配置をθステージ上に固定し、グラントムソン偏光子によりpかs偏光の選択をした970nmのレーザ光の入射角度を変化させ、反射率と、薄膜からの発光測定を行った。
XRD測定より、蒸着薄膜は<111>方向に配向したY_2O_3結晶性薄膜であることが分かった。また、透過率より、膜厚は約300nmと見積もられた。ATR法による反射率測定において、入射光がp偏光の場合のみ、ある角度で反射率が低下した。これは、SPがp偏光の光とのみ共鳴でき、共鳴時に入射光がSPに変換され反射率が低下するという特徴に一致した。蛍光は、SP誘起されるp偏光でのみ、Er^<3+>の1530nm付近の発光が観測され、発光強度が最大の入射角度がSP共鳴角と一致した。よって、銀薄膜近傍に誘起されたSPにより薄膜が励起され1530nmで発光したことが実証された。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (23件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Surface plasmon excited fluorescence of Er^<3+>-doped Y_2O_3 thin film fabricated by pulsed laser deposition2009

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Ueda and Setsuhisa Tanabe
    • 雑誌名

      TOP Conference Series : Materials Science and Engineering Vol.1

      ページ: 012031(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and optical properties of transparent Ce : YAG ceramics for high power white LED2009

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiura, S. Tanabe, K. Fujioka, Y. Fujimoto and M. Nakatsuka
    • 雑誌名

      IOP Conference Series : Materials Science and Engineering Vol.1

      ページ: 012005(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of Eu (II)/Eu (III) ratio in alkaline-earth silicate phosphors by ^<151>Eu Mossbauer spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      T. Nakanishi, S. Tanabe
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series : Materials Science and Engineering Vol.1

      ページ: 012027(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高出力・高演色性白色LEDのための希土類付活結晶化ガラス蛍光体の創製2009

    • 著者名/発表者名
      中西貴之, 田部勢津久
    • 雑誌名

      ニューガラス 24[1]

      ページ: 44-51

  • [雑誌論文] Quantitative analysis of optical power budget of bismuth oxide-based erbium-doped fiber2008

    • 著者名/発表者名
      H. Hayashi, S. Tanabe, N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Luminescense 128

      ページ: 333-340

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural evolution of Er^<3+> ions in Li_2O-Al_2O_3?SiO_2 glass ceramics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujita and S. Tanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 1121-1125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Luminescence characteristics of YAG glass-ceramic phosphor for white LED2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujita, A. Sakamoto, S. Tanabe
    • 雑誌名

      J. Selected Topics Quant. Electron 14[5]

      ページ: 1387-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of BaSi_2O_5 : Eu^<2+> glass ceramic phosphors and luminescence properties2008

    • 著者名/発表者名
      T. Nakanishi, S. Tanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Light & Visual Environment 32[4]

      ページ: 93-96

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and optical properties of Eu^<2+> and Sm^<3+> co-doped glass ceramic phosphors emitting white color by violet laser excitation2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiura and S. Tanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 1096-1099

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ce : YAG結晶化ガラスの開発と発光特性2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 雑誌名

      セラミックス 43[12]

      ページ: 1046-1050

  • [雑誌論文] 赤外ガラス材料2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 雑誌名

      光技術コンタクト 46[4]

      ページ: 137-140

  • [学会発表] ^<151>Eu Mossbauer分光法を用いたEu付活Ca_2SiO_4蛍光体の価数評価2009

    • 著者名/発表者名
      中西貴之、田部勢津久
    • 学会等名
      応用物理学会連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] Eu^<2+>付活SrAl_2O_4蛍光体の光伝導性とその温度消光2009

    • 著者名/発表者名
      中西貴之、田部勢津久
    • 学会等名
      応用物理学会連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] 光増幅器用ビスマスドープガラスの発光効率評価2009

    • 著者名/発表者名
      淺岡由佳、田部勢津久、J. Qiu
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] Pr^<3+>-Yb^<3+>共添加オキシフロライド透明結晶化ガラスにおける量子切断と1μm発光2009

    • 著者名/発表者名
      片山裕美子、田部勢津久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] Ce3+-Yb3+共ドープYAGの量子切断による可視-近赤外変換の可能性2009

    • 著者名/発表者名
      上田純平、田部勢津久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] 高出力白色LED用透光性Ce : YAGセラミックスの作製とその光物性の評価2009

    • 著者名/発表者名
      西浦聖太郎・田部勢津久・藤岡加奈、藤本靖、中塚正大
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス
    • 年月日
      2009-03-16
  • [学会発表] 希土類蛍光現象の基礎と発光材料設計2009

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 学会等名
      発明協会・新工業ゼミナール
    • 発表場所
      京都リサーチパーク
    • 年月日
      2009-02-18
  • [学会発表] β-Ca_2SiO_4, Ca_3Si_2O_7析出Eu^<2+>付活結晶化ガラス蛍光体の創製とその発光特性2009

    • 著者名/発表者名
      中西貴之、田部勢津久
    • 学会等名
      The 19th Meeting on Glasses for Photonics
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2009-02-03
  • [学会発表] 発光材料の全光束測定と量子効率評価技術 : 希土類蛍光体と光ファイバ増幅器のエネルギー収支2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 学会等名
      ニューガラスフォーラム評価技術研究会第3回研究会
    • 発表場所
      東京ニューガラスフォーラム
    • 年月日
      2008-12-16
  • [学会発表] Preparation and Optical Properties of Transparent Ce : YAG Ceramics for High Power White LED2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiura, S. Tanabe, K. Fu jioka, S. Fujimoto
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2008 Int'l Conf
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-12-11
  • [学会発表] Surface Plasmon Excited Fluorescence of Rare Earth Ion?Doped Oxide Thin Film Fabricated by Pulsed Laser Deposition2008

    • 著者名/発表者名
      J. Ueda, S. Tanabe
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2008 Int'l Conf
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-12-10
  • [学会発表] Quantitative Analyses of Eu(II)/Eu(III) ratio in Alkaline-Earth Silicate Phosphors by ^<151>Eu Mossbauer Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      T. Nakanishi, S. Tanabe
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2008 Int'l Conf
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-12-10
  • [学会発表] PLDによるEr^<3+>添加酸化物薄膜の作製と表面プラズモン励起発光特性2008

    • 著者名/発表者名
      上田純平、田部勢津久
    • 学会等名
      第49回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東北大学, 青葉山キャンパス
    • 年月日
      2008-11-27
  • [学会発表] 高演色性希土類付活結晶化ガラス蛍光体の創製と高出力固体照明デバイスへの展開2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久・中西貴之
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関西支部セミナー : シーズ/ニーズのマッチングによる新たな展開を求めて-
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス
    • 年月日
      2008-11-21
  • [学会発表] 白色光源用M_2MgSi_2O_7 : Eu^<2+>(M=Sr, Ca)析出結晶化ガラスの作製と発光特性の評価2008

    • 著者名/発表者名
      西浦聖太郎、田部勢津久
    • 学会等名
      セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2008-09-18
  • [学会発表] β-Ca_2SiO_4, Ca_3Si_2O_7析出Eu^<2+>付活結晶化ガラス蛍光体の創製とその発光特性2008

    • 著者名/発表者名
      中西貴之、田部勢津久
    • 学会等名
      2008年秋季応用物理学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] 白色LED用希土類蛍光体材料の基礎と発光特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 学会等名
      技術情報協会講習会『最新蛍光体の発光特性と設計・作製技術』
    • 発表場所
      東京都大田区産業プラザ
    • 年月日
      2008-08-27
  • [学会発表] 希土類光物性の基礎とガラスにおける蛍光機能発現2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会ガラス部会第40回夏季若手セミナー
    • 発表場所
      ニューグリーンピア津南(新潟県津南町)
    • 年月日
      2008-08-01
  • [学会発表] Transparent Active Glass Ceramics Containing Fluorite Solid-Solutions for Lanthanide Applications2008

    • 著者名/発表者名
      S. Tanabe, T. Murakami
    • 学会等名
      Third International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications(ICOOPMA2008)
    • 発表場所
      アルバータ大学(カナダ)
    • 年月日
      2008-07-23
  • [学会発表] Preparation and Luminescent Properties of Eu^<2+>-Activated Glass Ceramic Phosphor Precipitated with β-Ca_2SiO_4 and Ca_3Si_2O_72008

    • 著者名/発表者名
      T. Nakanishi, S. Tanabe
    • 学会等名
      Third International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications(ICOOPMA2008)
    • 発表場所
      アルバータ大学(カナダ)
    • 年月日
      2008-07-23
  • [学会発表] Glass ceramic Phosphors; All inorganic solution for solid-state lighting2008

    • 著者名/発表者名
      S. Tanabe, T. Nakanishi, S. Fujita
    • 学会等名
      Third International Conf. on Smart Materials Structures Systems(CIMTEC 2008)
    • 発表場所
      La Perla Ionica会議場、Acireale(イタリア)
    • 年月日
      2008-06-10
  • [学会発表] Silicate glass ceramic phosphors,for solid-state lighting2008

    • 著者名/発表者名
      S. Tanabe, T. Nakanishi
    • 学会等名
      The American Ceramic Society, GOMD Meeting
    • 発表場所
      マリオットホテル、Tucson, AZ(米国)
    • 年月日
      2008-05-21
  • [学会発表] Surface-Plasmon enhanced infrared-to-visible upconversion in Er-doped transparent glass ceramics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Tanabe, J. Ueda, A. Ishida
    • 学会等名
      Int'l Symposium on Non-Oxide Glasses and New Optical Glasses
    • 発表場所
      LeCorum会議場Montpellier (テランス)
    • 年月日
      2008-04-22
  • [図書] 希土類の材料技術ハンドブック第2章発光材料、第13節レーザ材料、1. YAGレーザ、2. ガラスレーザ2008

    • 著者名/発表者名
      田部勢津久
    • 総ページ数
      112-119
    • 出版者
      エヌティーエス出版

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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