Development of plasmonic fiber optic sensors for mid-infrared remote sensing

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研究の目的は，リアルタイムでの遠隔計測を目指したプラズモニック赤外分光ファイバセンサの開発である。申請者は、中赤外光を伝搬するフッ化物光ファイバセンサに金属ナノ構造体を形成することで、リモート・リアルタイム・高感度の赤外分光計測を実現し、次世代の自然環境IoTセンサ・ネットワークに資する新たな技術を提案する。2021年度は、中赤外光用に使われるガラス転移温度の低いInF3ファイバを用いて、ヘテロコア構造の形成を試みた。InF3ファイバは、通常の石英ファイバに比べてガラス転移温度が低く通常のアーク放電式のファイバ融着接続機では接続が難しいため、ファイバ同士を適切に軸合わせするメカニカルスプライス方式を採用した。ファイバ伝送路にはコア径/クラッド径=100μm/192μmのマルチモードInF3ファイバを、ヘテロコア部にはコア径/クラッド径＝9μm/123μmのシングルモードInF3ファイバをそれぞれ採用した。ファイバ同士を適切に軸合わせするメカニカルスプライス高精度ファイバクリーバによる端面形成及びメカニカルスプライスによる光伝送に成功した。2022年度は、中赤外光伝送に使用される異径コアファイバの軸合わせを適切に行うため、ファイバーラボ社製のZBLANファイバの内、ファイバ外径が同一のシングルモードファイバ及びマルチモードファイバを選定し、メカニカルスプライスによる軸合わせを試みた。また、ファイバ端面を欠損することなくスプライスを行うために、セラミック製の特性フェルールが必要となり製造メーカに特注加工の相談をしている。