モディファイドシリカガラスを用いた紫外ファイバーレーザーへの挑戦

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15350119
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 細野 秀雄 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30157028)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大登 正敬 昭和電線電纜(株)研究開発部, 主任研究員 ; 神谷 利夫 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (80233956)
• Keywords: 紫外ファイバー / セリウムイオン / ガラス

Research Abstract

本年度は、Ce^<3+>を活性イオンとし、モディファイドシリカガラスにドーピングをおこなったバルクガラスとそれを紡糸したファイバーを作製し、以下の結果を得た。
1.Modified SiO^2ガラスとして、P, B,およびB+Pの共ドープをした試料を作製した。その結果、Ce^<3+>の発光波長のピークはnon-doped(420nm)〜B(415nm)>P(360nm)>B+P(330nm)と大きく変化し、ドーピングの効果が顕著に現れることがわかった。同時にその励起スペクトルのピーク位置も敏感にシフトし、non-doped(340nm)〜340nm(B)>P(300nm)>B+P(280nm)となった。すなわち、ドーパントとしてPはBと比べると極めて有効に働くことがわかった。発光波長が可視から紫外にシフトし、ストークスシフトの大きさが著しく減少する。蛍光寿命は60nsから30ns程度に減少した。
2.パルスESR法で上記の試料について、4KでのElectron Spin Echo Envelope Modulationを測定した。いずれの試料においても3パルス法で明瞭なESEEMシグナルが観測され、それをフーリエ変換することによりCe^<3+>の近傍に位置する磁気イオンを同定した。その結果、^<31>P、^<10,11>Bに相当する周波数にピークが得られた。現在そのパターンのsimulationを行うことによって、配位構造の決定を行っている。
3.バルクとファイバとの発光特性を比較をおこなったが、顕著な違いは見られなかった。

Research Products

• [Publications] K.Kajihara, M.Hirano, H.Hosono: "Effect of F_2 laser power on defect formation in high-purity SiO_2 glass"Journal of Non-Crystalline Solids. 322. 73-77 (2003)
• [Publications] L.Skuja, K.Kajihara, H.Hosono: "Advances in silica-based glasses for UV and vacuum-UV laser optics"Proc. SPIE Advanced. 5122. 2-15 (2003)
• [Publications] T.Suziki, L.Skuja, H.Hosono: "Electronic structure of oxygen dangling bond in glassy SiO_2 : the role of hyperconjugation"Physical Review Letters. 90. 186404-1-186404-4 (2003)
• [Publications] K.Kajihara, L.Skuja, H.Hosono: "Role of Mobile Interstitial Oxygen Atoms in Defect Processes in Oxides : Interconversion between Oxygen-Associated Defects in SiO_2 Glass"Physical Review Letters. 92. 015504-1-015504-4 (2004)