超広帯域光源及び高出力用高非線形でかつ低損失フォトニック結晶ファイバ

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スーパーコンティニュウム(SC)光を高効率に発生させるための条件としては,実効断面積Aeffをできるだけ小さくすることと,SC光の中心波長λ_cでゼロ分散波長λ_0または,ゼロ分散近傍の正常分散を有していることである。非線形光学効果は波長分散によって大きく左右され,ゼロ分散波長付近で効率良く発生するため,自己パルス圧縮を効果的に起こすためには,所望の波長でPCFが小さなAeffとゼロ分散を有していることが望ましい。波長分散は光ファイバの長さに依存し,ゼロ分散値が得られる適切な長さも考慮に入れる必要がある。OCT (Optical Coherence Tomography:光3次元断層画像)システムのコンパクト化を図るためにも,できるだけ短い光ファイバ長でゼロ分散が得られるよう考慮に入れて設計を行う必要がある。従って、所望の波長でシリカガラスの材料分散を相殺して波長分散をゼロにするための構造分散を有するPCFの最適設計を行った。現在,OCTでは主に3つの波長帯が検討されている。被測定部位によって適切な波長が選択されている。眼球が対象となる網膜の診断や眼底検査には0.8μm帯,組織細胞の主成分が水である皮膚や消化器系では深さ方向の散乱の影響を受けにくい1.0μm帯,歯の解析では1.3μmの光を用いて研究が行われている。従って,本研究では0.8μm帯,1.0μm帯及び1.3μm帯のファイバレーザを用いて超広帯域のSC光を高効率に発生させることができる高非線形PCFの設計を行い,最適パラメータが得られた。高非線形PCFを用いてSC光を発生させ,それを光フィルタで切り出すことにより,幅広い波長選択が可能となり,生体組織により適切な波長を選択することで,高分解能に3次元の断層画像を取得することが可能になる。