2016 Fiscal Year Annual Research Report
Novel mid-infrared light sources and their applications to medical and industrial sensings
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15H04012
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山下 真司 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40239968)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
セット ジ・イヨン 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20530827)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光ファイバレーザ / モード同期 / 中赤外 / カーボンナノチューブ / グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
波長2um帯の中赤外ナノカーボン受動モード同期光ファイバレーザの研究を引き続き進めた。利得媒質としてはTmドープ光ファイバを用い、可飽和吸収素子としてはCNTポリマーフィルム、およびグラフェンを用いた。レーザ共振器のパラメータを最適化して出力の向上およびパルス幅の低減を図った。さらにそれをシード光源としてTmドープ光ファイバ増幅器でアンプし、非線形光ファイバに入力することで、広帯域の中赤外スーパーコンティニウム(SC)光の発生にも成功している。これをガス分光分析に応用する検討も進めた。
また、Tmドープ光ファイバを利得媒質として用いた分散チューニングによる広帯域・高速波長掃引光源については、前年度の系を改善して全偏波維持光ファイバにより構成し、分散媒質として単一モード光ファイバ(SMF)を用いることで100Hz程度までのスイープ光源を実現した。これをガス分光分析に応用する検討も進めた。
前年度に提案した励起光変調によるTmドープ光ファイバ能動モード同期レーザについては、更なる改善を加えた他、Erなどの他の希土類ドープ光ファイバ能動モード同期レーザにも適用できることを示した。
これに加えて、新しい構成として、位相変調器を用いた9の字型モード同期光ファイバレーザの検討を進めた。最近9の字型モード同期光ファイバレーザが注目されているが、非線形光ファイバループミラー中にファラデー回転子などの非相反素子が必要であるという欠点がある。我々はこれに代えて位相変調器を用いることで実現できることを示した。現在Tmドープ光ファイバ能動モード同期レーザでの実験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画は順調に進展しているのに加え、励起光変調によるTmドープ光ファイバ能動モード同期レーザ、位相変調器を用いた9の字型モード同期光ファイバレーザなど新しい構成を提案して実証している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年に引き続き、波長2um帯のナノカーボン受動モード同期Tmドープ光ファイバレーザからのフェムト秒領域の短パルスの発生とSC広帯域光の生成の研究を進める。ナノチューブ・グラフェン受動モード同期および励起光変調による能動モード同期に加え、共振器内に位相変調器を導入した9の字型能動・受動モード同期レーザの研究をさらに進める。また、昨年度から進めているアデレード大学との共同研究である波長3.5 um帯Erドープ光ファイバレーザについてもナノチューブ・グラフェン受動モード同期および励起光変調による能動モード同期の実現を目指す。分散チューニングについては、更なる波長スイープ帯域の広帯域化・長波長化と、スイープ速度の向上を目指す。応用に関しては、昨年に構築したガス分光分析システムを開発した光源と合わせ、種々のガスの中赤外分光を進めるとともに、呼気分析など医用応用の検討も進める。また中赤外波長帯分散チューニング波長掃引レーザを用いたSS-OCTを検討する。
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