高効率超広帯域パラメトリック増幅素子の研究

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石英ガラスより非線形性の格段に大きい素材を導波路素材として利用すれば、高効率の非線形現象を利用した実用素子の実現が期待できる。我々は、導波路材料として利用できる熱安定性に優れた重金属酸化物ガラス素材の開発を進めた。その結果、TeO_2-BaO-SrO-Nb_2O_5系新規テルライトガラスを開発した。熱安定性が極めて高くファイバ素材として十分応用可能である。χ^<(3)>は、光ファイバ素材としてこれまで用いられてきたテルライトガラスの1.6倍の高く、石英ガラスと比較すると80倍もの高い値となる。これまでに報告されている光ファイバに応用できるテルライトガラスの中ではではおそらく最も大きいものと考えられる。Nb_2O_5の成分量により屈折率が制御でき、高NA導波路の実現も可能である。また、熱安定性に優れることからPCF用の素材としても期待できる。パラメトリック増幅媒体となる新規テルライトのフェーズダイヤグラムを完成した。また、石英ガラスの500倍の非線形性を持つ導波路用ガレイトガラス(Ga_2O_3系ガラス)を見出した。また、上記のテルライトガラスはNb-O振動モードに起因すると考えられるラマンスペクトルが高エネルギー域に現れ、そのため従来のテルライトガラスより広いラマンスペクトルを有しており、広帯域ファイバラマン増幅材料としても期待できる。P_2O_5、WO_3の添加によりさらなるラマン増幅帯域の拡張および増幅係数の増大が図れ、石英ガラスと比較するとの1.7倍の帯域拡大が実現できることを見出した。さらにまた、3回、4回、6回対称性を持った重金属酸化物ガラスホーリーファイバ用プリフォーム作製法を開発した。