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Development of innovative solar-driven optical amplification systems

开发创新的太阳能驱动光学放大系统

基本信息

批准号：
21K19031
负责人：
石井あゆみ
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Teikyo University of Science & Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19031/
关键词：
光増幅太陽光希土類励起エネルギー移動ペロブスカイト

项目摘要

本研究では、光ファイバ通信やレーザー発振時に不可欠な光増幅を、レーザーのようなハイパワー励起ではなく、太陽光励起により実現する革新的な光増幅システムの創出を目的とし、色素（ドナー）からの高効率エネルギー移動を利用した微弱な光で希土類イオンの反転分布形成を促す新しい光増幅手法の確立を目指す。一般に光増幅には、希土類イオンを光ファイバのコアであるシリカ等に添加し増幅媒体とした光ファイバ増幅器が用いられている。各種の光通信波長帯を増幅するため、エルビウムイオン（Er3+）などが利用されているが、反転分布形成には半導体レーザーを用いた光励起が必要となる。本研究では、光吸収能の非常に高いペロブスカイト系化合物や有機分子などの色素と希土類イオンを融合し、それらの間で生じる励起エネルギー移動を利用することで、太陽光よりも微弱な光による希土類イオンの反転分布状態の形成と光増幅を実現する革新的な手法を構築する。2022年度はペロブスカイト結晶をエネルギードナーとした光増幅系の構築と自然放射増幅光の発現を目指し研究を行った。希土類イオンのエネルギードナーとして、高い光吸収能を持つハロゲン化鉛ペロブスカイト化合物（以下、PB）を用いた。PBの基本構造は、熱安定性の高いABX3（A = Cs+; B = Pb2+ or Sn2+; X = Cl－ or Br－）とし、その格子内あるいは層間に希土類イオン（Er3+, Pr3+, Nd3+, Tm3+, Yb3+）を配列させた。2021年度までに、PBの強い光吸収とPB-希土類イオン間で生じるquantum-cutting機構を利用することで、太陽光レベルの光照射により近赤外発光を100％以上の効率で促すことに成功している。2022年度はこれらの材料を高分子材料に分散させたフィルムを構築し、レーザー照射による自然放射増幅光の検出に成功した。

In this study, the optical communication system should not miss the amplitude of light, the amplitude of light, the excitation of light, the excitation of light, the realization of innovation, and the realization of innovation. Pigments (pigments). The high rate of light transfer makes use of the weak light intensity to make sure that the target is determined by the reverse distribution of light sources. In general, the optical system, and so on, are used to increase the size of the media. All kinds of optical communication wavelengths make use of the amplitude of optical communication, the optical fiber of optical communication (Er3+), and the reverse distribution of optical fiber to form a half-wave of optical communication, which is used to excite the necessary light. In this study, there is a very high level of photosensitivity, light absorption, chemical compounds, organic molecules, organic molecules, organic compounds, organic molecules, organic compounds, organic compounds In the year 2022, the results show that the amplitude of the light source is based on the natural radiation intensity of the natural radiation radiation. It is hoped that rare earth compounds (below, PB) can be used in the presence of high light absorption and high light absorption. PB basic equipment, stability and high-quality ABX3 (A = Cs+; B = Pb2+ or Sn2+; X = Cl- or Br-), and temperature in the grid are assigned to rare earth materials (Er3+, Pr3+, Nd3+, Tm3+, Yb3+) in the grid. In the year 2021, the high light absorption capacity of the PB and the PB- are expected to be used by the quantum-cutting institutions to make use of the luminous light and light to illuminate the infrared light. The emission rate is more than 100%. In 2022, the dispersion of polymer materials, the dispersion of polymer materials, the irradiation of natural radiation and the success of high molecular materials.