センサ用光コンポーネント・光回路の一体・集積化

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61121006
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 末田 正 阪大, 基礎工学部, 教授 (20029408)
• 研究分担者: 井筒 雅之 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (70093375) ; 波岡 武 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (90015743) ; 中島 将光 京都大学, 工学部, 助教授 (60025939) ; 多田 邦雄 東京大学, 工学部, 教授 (00010710) ; 西原 浩 大阪大学, 工学部, 教授 (00029018)
• キーワード: 光波利用計測 / 光集積回路 / ファイバセンサ / 光集積回路センサ / 光集積ファイバLVD / 半導体DFBレーザ / 高周波電界計測 / 軟X線光コンポーネント

研究概要

当初計画通り、各役割分担に従って研究を進め、以下の結果を得た。
1.熱伝達現象を光波利用センシングに適用し、光導波路構造をもつ流体計測用トランスデューサの可能性を考察し、実験的に動作を確かめた。信号伝送路として光ファイバを利用する際に、ファイバが受ける外乱の影響を、原理的には完全に打消すことのできるセンサ構成法を考案した。偏波保存ファイバを使用し、偏向回転反射法を適用することによってシステムを構成し、基礎実験によって、計測動作の安定性を確認した。
2.LiNb【O_3】基板上に速度計測に必要なヘテロダイン光学系を集積化し、これに偏波保存ファイバを接続して光集積ファイバLVDを試作した。この光ICを用いて、S/N比>20dBで速度検出が行えることを実証した。
3.Ti拡散およびプロトン交換LiNb【O_3】光導波路に関して新しい軸方向を利用する等作成法を研究し、基本的な特性を明らかにした。イオン交換膜と干渉計形光変調器からなる光導波路型pHセンサを考案し、マイケルソン干渉計構造の素子をLiNb【O_3】基板上に試作した。室温連続発振の閾値電流が12mAと短波長帯としては極めて低い0.8μm帯GaAlAs1GaAsDFBレーザを開発した。
4.被測定高周波電磁界によって変調した光をファイバによって光検出器に導き、変調波ヘテロダインおよび変調波ホモダイン検波する方式を考え、モデル実験を行った。その結果、高周波電界の振幅と位相を同時にかなりの精度で測定できることが分った。今後の方針として、被測定高周波の周波数を高めるとともに、光検波方式を平衡型にすることを考えている。
5.光学超薄膜の膜厚・膜質のin-situモニターと複素振幅反射率の新しい表式による新設計法を開発し、各種光コンポーネントの開発の基礎となる、軟X線領域用の多層膜反射鏡の制作技術の向上を図り、波長100A付近でピーク反射率17.5〜31%を達成した。

研究成果

• [文献書誌] T.Sueta,M.Izutsu: First Optoelectronics Conference Tech Digest. 10-11 (1986)
• [文献書誌] S.Ura,T.Suhara,H.Nishihara,J.Koyama: IEEE J.Lightwave Tech.o.7vol.LT-4,n. 913-918 (1986)
• [文献書誌] K.Tada,T.Murai,T.Nakabayashi,T.Iwashima,T.Ishikawa: Jpn.J.Appl.Phys.3vol.26,no.(1987)
• [文献書誌] H.Onodera,M.Nakajima: Appl.Opt.vol.25,no.13. 2175-2183 (1986)
• [文献書誌] 波岡武,山本正樹,荒井彰: 精密工学会誌. 11vol.52,no,. 1843-1846 (1986)
• [文献書誌] M.Izutsu,A.Enokihara,T.Sueta: IEEE J.Lightwave Tech.o.7vol.LT-4,n. 833-866 (1986)