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Multiple control of light using nanostructured multi-core optical fibers

使用纳米结构多芯光纤对光进行多重控制

基本信息

批准号：
19K05309
负责人：
山本和広
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光ファイバーは光を用いた情報伝達、センシング応用の主要デバイスであり、その機能化が求められる。通常光伝送部位（コア）を一つ持つ光ファイバーに対し、コアを多数有するマルチコアファイバーまたは光ファイバーを束ねたファイバーバンドル構造は、伝送パワーを抑えた情報伝送量の増大化、多値伝送およびセンシングの多チャンネル化による感度向上などの観点から活発に研究されている。こうした多コア構造の各チャネルを独立かつアクティブに制御できれば、光機能の高度化だけでなく医療、天体計測等多くの分野への応用が期待できる。本研究課題では、研究代表者が独自に開発した光ファイバー上ナノ構造作製法を応用し、光伝搬領域（コア）を多数有するマルチコアファイバー/ファイバーバンドル構造へのナノ構造集積、外部信号による独立制御により多分野への応用を目指した。最終年度は前年度に引き続き単一コアファイバー上ナノ構造作製法を拡張し、外部信号による光制御のため誘電体、有機物からなる構造を転写する手法を探索、評価した。コア数７、コア間隔35ミクロンのマルチコアファイバーに対し転写する薄膜材料として、外部信号（熱、電気）により物性（屈折率、吸収係数）が変化する色素分散ポリマー材料を選択しその制御のための新規分子配向技術を開発した。研究期間内において高温・高電界を用いる従来の分子配向技術とくらべ、低温・低電界での分子配向制御に成功した。研究期間全体においては、当初目標の金属微細加工MEMS技術による光制御はコロナ下での外部機関での実験の制限により未完におわったが、数値計算による特性評価（光集束、光伝搬制御）および当初計画では予見していなかった異種材料の特性制御において一定の成果を得てセンシング技術への応用展開の端緒を得た。

The main functions of the system are information transmission, system integration and system integration. Usually, the light transmission part (C) has a continuous light transmission, and most of them have a continuous light transmission structure, a transmission structure, and an increase in the amount of information transmission, a multi-value transmission structure, and a multi-value transmission structure. The structure of the multi-channel structure of each group of independent development, control, optical function of the highly divided medical, celestial measurement and other multi-field applications are expected. This research topic is aimed at the development of independent control methods for optical structures and their application in optical transfer fields. In the final year, we will explore and evaluate the methods for preparing the structure, expanding the external signal, controlling the electricity, and writing the structure. A new molecular alignment technique for the selection and control of pigment dispersion in thin film materials, external signals (thermal and electrical), physical properties (refractive index, absorption coefficient), and the like was developed. During the research period, molecular alignment control was successfully carried out at high temperature and high electric field. During the research period, all the achievements in the optical control of metal micromachining MEMS technology for the original purpose, the implementation of the external mechanism under the optical control, the incomplete design, the numerical calculation, the characteristic evaluation (optical cluster, optical transfer control), and the original plan were found, and the characteristic control of heterogeneous materials was realized.