ポリマー光ファイバにおけるフォトリフラクティブ効果とグレーティングの形成

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本研究ではPMMAファイバーおよび石英ファイバーを用いて、レーザー照射を行い、グレーティングの形成を試みた。またPMMAファイバーはマルチモード動作となるが、マルチモードファイバーにグレーティングを形成した場合の特性は知られていないため、石英ファイバーを用いて実験を行った。レーザとしてはコヒーレンスの良い注入同期型KrFエキシマーレーザーを用い、位相マスク法と二光束干渉法で比較した。シングルモード石英ファイバーの場合、二光束干渉法および位相マスク法のいずれも95%以上の反射率のグレーティングが得られた。位相マスク法は時間がかかるが再現性が良い。反射波長は1.5μm帯の1ヵ所でスペクトル幅は0.2-0.6nmであった。次にポリマーファイバーに照射を行うと、二光束干渉法で、0.1-0.01J/cm^2のエネルギー密度ではアブレーション(瞬間的な蒸発)が生じ、グレーティングが形成されないまま透過光が減少していった。また極めて低いエネルギー密度では数時間照射してもグレーティングはできなかった。したがってアルゴンレーザーの第二高調波のような連続発振の紫外レーザーが必要と考えられる。マルチモード石英ファイバの場合、GI型ファイバーに1.5μm帯のグレーティングを位相マスク法で作製すると、多数の波長で反射した。また分散シフトファイバーに0.8μm帯のグレーティングを作製すると反射波長は3箇所となった。これらのファイバーを曲げたときはスペクトルが変化し、曲げを検知するセンサーとしての特性を示した。