中空導波路型赤外光合分波器の開発原理

プロジェクトの詳細

研究成果の概要

中赤外光の高効率な導波路型合分波器の実現を目指し，中空光ファイバを基礎とした光結合の指導原理を明らかにした．分岐部においてコアを共有する側面研磨型ファイバカプラ構造では，励振される低次モードのポインティングベクトルが導波路中で保存されるため，光は分岐部に向かって直進する性質を示す．したがって，カプラの分岐比は入射ポートの曲げ角により柔軟に制御可能であることが判明した．この原理に基づき，AgI内装中空光ファイバを基礎としたファイバカプラを製作し，低コストかつ高性能な実用的なファイバカプラが実現した．製作したカプラが惑星観測用ヘテロダイン分光器に利用可能であることを実証した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子カスケードレーザの技術革新により，小型堅牢で安価な赤外光源が入手可能となり，赤外ファイバとの組み合わせにより赤外光の応用領域が拡大しつつある．本研究で得られた知見は，それら装置から光の合分波に必要なミラー，ビームスプリッタ，レンズなどの光学素子を排除し，柔軟で小型な光計測装置の実現に寄与し，医療計測，宇宙・環境観測，光通信を含む広範な波及効果を有する．
ステータス終了
有効開始/終了日2018/06/29 → 2021/03/31

資金調達

  • Japan Society for the Promotion of Science: ￥6,240,000

キーワード

  • 中赤外光
  • 中空光ファイバ
  • 光ファイバカプラ
  • ファイバカプラ
  • 中空導波路
  • 導波路型分岐素子
  • 光合分波器
  • 量子カスケードレーザ

プロジェクトにアクセス

  • 1 会議への寄与

  • Broadband mid-IR fiber optics for heterodyne spectroscopy in solar system exploration missions

    Nakagawa, H., Tsukada, S., Kasaba, Y., Hirahara, Y., Matsuura, Y., Katagiri, T., Murata, I. & Yamazaki, A., 2020, Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation IV. Navarro, R. & Geyl, R. (eds.). SPIE, 114516B. (Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering; vol. 11451).

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