赤外用誘電体内装導波路の長尺製作

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850072
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 宮城 光信 東北大学, 工学部, 教授 (90006263)
• 研究分担者: 本郷 晃史 日立電線, 電線研究所, 企画員 ; 塩田 恒夫 日立電線, 電線研究所, 主任研究員 ; 石川 斉 東北大学, 工学部, 教務職技官 ; 馬場 一隆 東北大学, 工学部, 助手 (10192709) ; 斉藤 光徳 東北大学, 工学部, 助手 (60205680)
• キーワード: 炭酸ガスレ-ザ / 中空導波路 / 誘電体内装導波路 / 赤外波 / 工業加工 / レ-ザ-メス

研究概要

高出力の炭酸ガスレ-ザを工業加工あるいは医療に応用することを目的とし、可撓性を有する誘電体内装金属中空導波路の実用化と長尺製作の為の研究を行なった。得られた研究成果の概要は以下の通りである。
1.円形ゲルマニウム内装銀中空導波路の低損失化と高電力伝送
プロセスの改善により、円形断面を有するゲルマニウム内装銀中空導波路(1.5mmφ)で、0.05dB/m以下の損失をもつ伝送路を安定に製作できるようになった。水冷、空冷などの実装化技術により、1KWのCW光を伝送することに成功した。また、更なる低損失化と可撓性を実現する為に、セレン化亜鉛内装銀中空導波路を検討し、セレン化亜鉛、銀などの薄膜形成条件を明らかにし、長尺伝送路製作の為の充分な資料を得た。
2.細径ゲルマニウム内装導波路の製作
1mm径以下の細い導波路を製作することを目的とし、全めっき法に基礎を置いて、ゲルマニウム内装導波路を製作した。めっき条件を適当に制御することによって、屈折率が比較的小さな膜も作られることが分った。
3.矩形誘電体内装導波路による伝送路の長尺化
組み立て法に基礎を置いて矩形誘電体内装導波路の長尺化の研究を明なった。金属ストリップへの膜のコ-トの方法として、ゲルマニウムのめっきと真空蒸着法による方法を採用した。安定に再現性よく低損失性を実現するのが課題である。
4.全反射型ガラス中空導波路の製作
石英と二酸化チタンを適当な割合で混合しガラスを合成することにより、異常分散波長を10μmの近傍に移すことができることを実験的に明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] M.Miyagi: "Relationship between field shift and phase constant change in two-dimensional three-layered dielectric or hollow waveguides due to uniform bends" Optical and Quantum Electronics. 21. 63-67 (1989)
• [文献書誌] M.Miyagi: "Centroid shift of power flow in gently bent circular hollow or dielectric waveguide" Optical and Quantum Electronics. 21. 73-75 (1989)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Loss characteristics of circular hollow waveguides for incoherent infrared light" Journal of Optical Society of America. 6. 423-427 (1989)
• [文献書誌] 柄沢: "CO_2レ-ザ光用誘電体内装方形中空導波路の製作" 電子情報通信学会論文誌. J72ーCーI. 832-836 (1989)
• [文献書誌] M.Miyagi: "Waveguide losses in sharply bent circular hollow waveguides" Applied Optics. 29. (1990)
• [文献書誌] M.Miyagi: "Lasers and waveguides" Optoelectronics. 5. (1990)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Loss reduction of dielectric-coated metallic hollow waveguide for CO_2 laser light transmission" Optics and Laser Technology. (1990)
• [文献書誌] M.Miyagi: "Temperature distribution along oversized hollow-core waveguides for CO_2 radiation:Experiments" Optics and Laser Technology. (1990)
• [文献書誌] M.Miyagi: "Hollow IR waveguides" Proceedings of SPIE. 128. (1990)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Spectral bending losses of incoherent IR light in various circular waveguides" Applied Optics. (1990)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Dielectric-coated metallic hollow waveguide for 3 μ-Er:YAG,5 μ-CO,and 10.6 μ-CO_2 laser light transmission" Applied Optics. (1990)
• [文献書誌] 加藤: "全めっき法による誘電体内装導波路の新しい製作法" 電子情報通信学会論文誌. (1990)