Development for the advanced helical fiber grating and its application to chirality sensor

先进螺旋光纤光栅的研制及其在手性传感器中的应用

基本信息

批准号：
22H01546
负责人：
李洪譜
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、「通常の光ファイバは旋光性を持たない」という常識を打破し、巨大旋光性を有する螺旋状ナノ・マイクロファイバ回折格子を開発し、そして小型・簡便・迅速・安価、超高感度性を有する全ファイバ系化学・バイオキラリティーセンサーへの創出を検討する。過去1年間の研究進展は以下の通りである。まず、我々は円二色性を有するHLPG発生機構を明らかにした。ここで、HLPGに円二色性有する起因は光子のスピンと角運動量モードとの強い相互作用であることを実験的に明らかにした。さらに、HLPGのピッチが小さいほどその円二色性が強くなることを確認出来た。次に、我々はHLPGの最適化設計を行った。今迄に開発したHLPGは、その動作の中心波長がほとんど1550 nm前後30nm帯域（光ファイバ通信のSバンド、Cバンド及びLバンド）である。しかし、主な生体またキラル構造を有する化学・バイオ試料の円二色性スペクトルのピークは可視光―近赤外線 (400-1100 nm) 領域であり、1550 nmの帯域の円二色性が極めて小さく、観測できない状態となる。我々は、HLPGによる化学・バイオキラリティーセンサーを実現するため、 (400-1100 nm)波長領域動作出来るHLPGの最適化設計を行った。さらに、中心波長1100 nm附近帯域を有するHLPGの試作を行い、成功した。

在这项研究中，我们击败了“正常的光纤没有旋转”的常识，开发了一个壮观的纳米和微纤维 - 纤维时代，并以巨大的旋转为基础。。过去一年的研究进展如下。首先，我们揭示了具有圆形颜色的HLPG发电机。在这里，可以从实验上澄清，HLPG的圆对话的原因是光旋与角度动量模式之间的强烈相互作用。此外，已经证实，HLPG音高越小，圆形越强。接下来，我们设计了HLPG优化。到目前为止，HLPG开发的具有近1550 nm的运动的中心波长（光纤通信S频带，C频段和L频段）。然而，具有主居住体和手性结构的化学和生物体的圆形二元性光谱是可见的灯 - 北极 - 北方面积（400-1100 nm），而1550 nm频段的二元性非常小无法观察到。我们设计了可以运行（400-1100 nm）的HLPG优化，以实现HLPG的化学和BioCl传感器。此外，他在HLPG的原型中取得了成功，其中央波长几乎为1100 nm。