屈折率分布型ポリマー光ファイバーアンプ・レーザー

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屈折率分布型光ファイバー増幅器の研究としては活性物質である希土類キレートの中心金属、配位子を自由に変え、多種多様のものを新規に設計・合成した。屈折率分布型ポリマー光ファイバーの母材である重水素化ポリメタクリル酸メチル、および全フッ素化ポリマー中で高い溶解性を示す希土類キレートを合成し、その蛍光強度、蛍光寿命、量子収量などを調べることで、光増幅器の活性物質として最適な分子構造を調べた。中心金属としては一般的な光通信で用いられている幹線通信波長帯である1.3μm、1.5μm、1.06μmで増幅が可能であるネオディウム、エルビウム、プラセオディウム、またツリウムを選択した。希土類キレートのポリマー中での物性値をJudd-Ofelt法にて求め、理論解析により光ファイバー増幅器の構造の最適化をいった。それらの希土類キレート添加したポリマー光導波路を作製し、そのデバイスの評価を行った。屈折率分布型ポリマー光ファイバーレーザーの研究としては外部共振器をファイバー端面にアルミニウム蒸着により作製し、ファイバーデバイスの簡素化を行った。そのため、レーザーの小型化に成功し、また、実験結果の信頼性を増すことに成功した。また、多種の有機色素を新たに用い、可視波長域全体をカバーするポリマー光ファイバーレーザーの作製に成功した。レーザー発振機構を詳細に解析するため、ビームプロファイラーなどで、ニアフィールドパターン、ファーフィールドパターンを測定し、その結果とファイバー内での励起光、レーザー発振光のレーザー発振機構を解析した。これらの実験結果より、より閉じ込め効果の高いファイバーを作製することにより高効率、他波長レーザーの作製が可能である。6)"Observation of fluorescence in an optically pumped erbium-containing perfluorinated medium at 1.5μm",Vol.28,No.7,570-572(2003).[PDF]