気泡含有ガラス微小球を用いた太陽光励起レーザーの開発

使用含气泡玻璃微球开发太阳能泵浦激光器

• 批准号: 16J10230
• 负责人: 熊谷 傳
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Keio University (2017)Tokyo Institute of Technology (2016)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10230/
• 关键词: 微小光共振器; ガラス; WGM光共振器; レーザー; 電磁界シミュレーション

本年度は，研究遂行のため，受け入れ研究先を 慶應義塾大学 理工学部 電子工学科 田邉研究室へと変更した．それに伴い，研究の主題である「微小光共振器による新規の光源開発」という点は変わらずも，目的等に修正・改善があることを先におことわりする．微小光共振器は，微小領域に長時間閉じ込めることができ，光と物質の相互作用を極限まで高めることができる．パルスレーザの繰り返し周波数は共振器の大きさに依存する．そのため，微小で高繰り返しであるパルスレーザ光源への応用が期待される．本研究では，安定なモードロッキングのためカーボンナノチューブ(CNT)を成長させたシリカトロイド微小光共振器の可飽和吸収特性を明らかにした．シリカトロイド微小光共振器に対して，電子線リソグラフィおよび化学気相蒸着(CVD)法を用いて，CNTの位置および量の選択的な成長を行った．ラマン分光法により，作製したCNTは欠陥が少なく，通信波長帯（~1550 nm）にバンドギャップを有していた．新規に開発した逆伝搬ポンププローブ法により，高い共振器内部強度でも正確なQ値の測定が可能になった．実験結果より，ポンプ光強度および波長によってQ値が上昇していることが確認された．これは，CNTに結合する光強度の上昇によって非線形的に吸収が減少する可飽和吸収特性に由来する．トロイド微小光共振器とCNTを組み合わせることで，ロバストなモード同期が実現できることを示唆している．以上の結果を，論文誌，国際学会および国内学会にて報告しており，国内外問わず多くの反響をいただいている．

This year's research was conducted in the Department of Electronic Engineering, Keio University. The theme of the study is "New Light Source Development for Micro Optical Resonators". Micro-optical resonator, micro-domain long-term closed, light and matter interaction. The frequency of the resonant cavity depends on the size of the resonator. The light source is expected to be used in the future. In this paper, we investigate the saturable absorption characteristics of stable micro-optical resonators (CNT). In the case of micro-optical resonators, electron beam separation and chemical vapor deposition (CVD) methods are used to determine the position and amount of CNT. The wavelength range of CNT is ~1550 nm. The new regulation opens up the possibility of measuring the internal strength of a high-frequency resonator correctly by reverse displacement method. As a result, the Q value of the light intensity increases due to the wavelength. The reason for this is that CNT binding increases the light intensity and decreases the non-linear absorption. When a tiny optical resonator is combined with CNTs, it can be realized at the same time. The above results, papers, international society and domestic society report, domestic and international questions and responses.

项目成果

Politechnico di Bari(イタリア)

巴里理工大学（意大利）

カーボンナノチューブ可飽和吸収特性を付与したトロイド微小光共振器

具有碳纳米管饱和吸收特性的环形微光腔

• 发表时间: 2018
• 作者: Tsutaru Kumagai;Naoya Hirota;Katsuya Sato;Koki Namiki;Atsuhiro Hori;Hideyuki Maki;and Takasumi Tanabe;熊谷 傳，廣田 直弥，佐藤 克哉，並木 洸樹，堀 敦裕，牧 英之，田邉 孝純
• 通讯作者: 熊谷 傳，廣田 直弥，佐藤 克哉，並木 洸樹，堀 敦裕，牧 英之，田邉 孝純

Saturable absorption by carbon nanotubes on silica microtoroids for stable mode locking

二氧化硅微环形管上碳纳米管的饱和吸收，实现稳定锁模

• DOI: 10.1117/12.2291874
• 发表时间: 2018
• 期刊: Proceedings Volume 10518, Laser Resonators, Microresonators, and Beam Control XX
• 作者: Kumagai Tsutaru;Hirota Naoya;Sato Katsuya;Namiki Koki;Hori Atsuhiro;Maki Hideyuki;Tanabe Takasumi
• 通讯作者: Tanabe Takasumi

On-Chip Fabrication of Air-Bubble-Containing Glass Microsphere for Low-Threshold Laser Emission by Localized Laser Heating Technique

通过局部激光加热技术片上制造用于低阈值激光发射的含气泡玻璃微球

• 发表时间: 2017
• 作者: Tetsuo Kishi;Tsutaru Kumagai;Nobuhiro Matsushita;Tetsuji Yano
• 通讯作者: Tetsuji Yano

Saturable absorption by carbon nanotubes on silica microtoroids for stable mode lockin

二氧化硅微环形管上碳纳米管的饱和吸收，实现稳定锁模

• 发表时间: 2018
• 作者: Tsutaru Kumagai;Naoya Hirota;Katsuya Sato;Koki Namiki;Atsuhiro Hori;Hideyuki Maki;and Takasumi Tanabe
• 通讯作者: and Takasumi Tanabe