教授　大石 泰丈、准教授　鈴木 健伸

主な研究内容・成果

①高非線形微細構造光ファイバの研究

テルライトガラスやカルコゲナイドガラスなどは石英ガラスより格段に高い非線形性（数10倍から数100倍程度）および広い光透過特性を持つ優れた素材であり、これら素材を使い、新機能を有する光導波路素子の研究が行われているが実用には至っていない。それは、これら高非線形ガラスは、材料分散が大きく、導波路分散により補償して波長分散値を零にできず、非線形光学効果の効率が著しく下がるためである。ファイバ中に空孔等を配置した構造新規な微細構造光ファイバを開発してテルライトやカルコゲナイドガラスファイバの波長分散の制御を可能にして、高効率非線形効果の発現に成功した。

微細構造光ファイバ

②広帯域スーパーコンティニュームの研究

中赤外領域には分子結合固有の吸収が多く存在するため中赤外光は物質の同定に使用される．光ファイバによる中赤外光発生が可能になると，光画像診断や危険物光センシングへの応用が期待できる．そこで，本研究では，テルライトやカルゲナイド光ファイバを用いた中赤外スーパーコンティニューム（SC）光の発生を実現することを目指している．ダブルクラッドカルコゲナイドファイバをミチイテ2から15.1μmの波長域に亘った中赤外高コヒーレントSC光を発生させることに初め成功した。

③ランダム断面構造ファイバによる赤外イメージ伝送

可視光用のイメージ伝送ファイバは関節内視鏡、腹腔鏡、子宮内示強など血液によって観察が阻害されない用途に応用されている。血液は0.7μmの波長域の光透過率が低いため、血管内でのイメージ伝送には赤外光を用いる必要がある。赤外光は可視光よりも波長が長いため高解像度の画像を伝送することがより困難である。本研究では、光ファイバの断面方向にランダムに高屈折率と低屈折率の材料を分布させることで、多重散乱による光閉じ込め効果により高解像度の赤外イメージ伝送を実現することを目指している。

④高効率太陽光励起ファイバレーザーの開発

太陽光励起レーザーは高効率な太陽光発電などへの応用が期待されている。ファイバレーザー型の構成とすることでエネルギー密度の低い太陽光を励起光源として用いても高い光変換効率が期待できる。フォノンエネルギーが低く、高い効率でレーザーイオンが発振するガラスレーザー媒質の探索を行う。