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研究室情報

物質工学分野

研究室名 光機能物質   
研究室スタッフ 大石泰丈(教授) 鈴木健伸(准教授) トウン ホアン トアン(助手) 
研究室概略 光を縦横無尽に制御するフォトニクス材料の研究
研究室紹介 光を縦横無尽に制御するフォトニクス材料の研究
 光ファイバ増幅器および合分波器の開発により1990年代の光通信技術は大容量化に向け飛躍的に進歩し,実験室レベルでは10Tbit/sを超える超大容量通信が可能になっている。今後は,単なるある地点から他の地点への情報伝達から光ルーティング機能を持ったネットワークによるフレキシビリティの高い大容量な情報伝達に移行しようとしている。ここで必要になるのが広帯域光増幅器のほか,波長変換,高速光スイッチ,波形整形等の光信号処理技術である。伝送路とのマッチングの良い光ファイバを利用した信号処理デバイスの研究が行われているが,効率に難点があり実用には程遠い状況にある。
 実用的な信号処理デバイスを実現するためには,導波路材料開発からの取り組みが不可欠である。しかし,材料開発のみでは,光デバイス用材料開発では不十分である。材料特性を評価するにはその最終形態である導波路化し,その特性を評価してはじめて素材特性の評価が完了する。本研究室では,導波路化までを視野に入れた材料研究を基本としている。高機能光素子を実現するために必要な機能材料を開発するとともに,その機能のさらなる拡張を狙い,フォトニッククリスタルファイバ(PCF)構造も駆使して高機能光素子を創成することを目指す。研究対象素材としてはガラス素材を中心とし,素材開発,素子の創成および特性検証を一連の研究プロセスとしている。
 また,PCFにより,光ファイバの新しい可能性を開く研究も進めている。PCFは,フォトニックバンドギャップを導波原理とするフォトニックバンドギャップ(PBG)ファイバと全反射を導波原理とするホーリーファイバに大別され,それぞれの特徴を活かした応用が考えられる。PCFの導波構造形成上の大きな利点は屈折率分布をつけるためのドーパントが不要な点である。また,大きな構造分散特性を実現できることから,石英ガラス以外の素材でも, 光通信波長帯に合った波長分散特性を実現できる。そのため,素材合成が導波路素子作製に結び付きやすくなったと言える。PCFと光機能材料との組み合わせで,光素子特性を飛躍的に向上させることが可能であり,光機能素子研究にブレークスルーをもたらすことを期待している。
主な研究テーマ ・超広帯域高効率光波制御媒体の研究
・超広帯域コヒーレント光創成の研究
・微細構造光ファイバの研究
研究室HP http://www.toyota-ti.ac.jp/ofmlab/
個別研究テーマ
テーマ 研究者
全固体フォトニックバンドギャップファイバの動的特性制御に関する研究(Study on dynamic bandgap control in an all solid tellurite photonic bandgap fiber) 大石泰丈
テルライト微細構造光ファイバ中の波長可変の四光波混合(Wavelength tunable optical parametric four-wave mixing in tellurite microstructured fibers) 大石泰丈
テルライト微細構造光ファイバ中の2対の四光波混合により起こる広帯域光パラメトリック増幅(Broadband optical parametric amplifier formed by two pairs of adjacent four-wave mixing in a tellurite microstructured optical fiber) 大石泰丈
複屈折率テルライト光ファイバ中の四光波混合、誘導ラマン散乱および相互位相変調によるスーパーコンティニューム光の発生(Supercontinuum governed by four-wave mixing, stimulated Raman scattering and cross-phase modulation in a birefringent tellurite fiber) 大石泰丈
カルコゲナイドステップ型光ファイバによる2から15.1μmに亘る中赤外スーパーコンティニューム光の発生(Mid-infrared supercontinuum generation spanning 2.0 to 15.1 μm in a chalcogenide step-index fiber) 大石泰丈
100m長のテルライト光ファイバの多重ラマン散乱の特性(Experimental investigation of multiple Raman peak properties in a hundred-meter tellurite fiber) 大石泰丈
スーパーコンティニュームのコヒーレンスに及ぼす3次の波長分散の効果(Effect of third-order dispersion on the coherence properties of supercontinuum spectra) 大石泰丈
ファイバ断面内に光を局在化させる屈折率分布がランダムなテルライト光ファイバの作製(Fabrication of an all-solid tellurite disordered optical rod for transverse localization of light) 大石泰丈
テルライト光ファイバの波長変換特性(Wavelength conversion performance in a tellurite step-index optical fiber) 大石泰丈
コアの周囲にバッファ層を持った高非線形ハイブリッドカルコゲナイド微細構造光ファイバによるスーパーコンティニューム光発生(Highly nonlinear chalcogenide hybrid microstructured optical fibers with buffer layer and their potential performance of supercontinuum generation) 大石泰丈
新奇なテルライト全固体フォトニックバンドギャップファイバを用いたネオジムイオンの1.06µm自然放出の抑制(Suppressing 1.06-µm spontaneous emission of Neodymium ions using a novel tellurite all-solid photonic bandgap fiber) 大石泰丈
テルライトハイブリッド微細構造ファイバの作製とスーパーコンティニューム発生(Fabrication and supercontinuum generation in a tellurite hybrid microstructured optical fiber with near-zero and flattened chromatic dispersion control) 鈴木健伸
広帯域光パラメトリック増幅用高非線形光ファイバの波長分散ゆらぎの抑制(Suppressing chromatic dispersion fluctuation for broadband optical parametric gain in highly nonlinear tellurite microstructured optical fibers) 鈴木健伸

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