カーボンナノチューブの光非線形性を利用した新しいWDM光ファイバネットワーク用デバイスの研究

利用碳纳米管光学非线性的新型WDM光纤网络器件研究

基本信息

批准号：
04F04088
负责人：
山下真司
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、カーボンナノチューブ(CNT)の光非線形性を利用して、将来の波長多重(WDM)光ファイバネットワーク用の新しいデバイスの研究を行うものである。我々の従来の研究では波長が1.55μm帯(Cバンド)の結果であったが、単層カーボンナノチューブは動作波長をチューブ径により変えることができる。実際のサンプルはいくつかの種類の単層カーボンナノチューブが混ざっているため、サンプルによっては光吸収に大きな広がりをもつ。このため、1.55μm帯(Cバンド)だけでなく、1.6μm帯(Lバンド)や1.48μm帯(Sバンド)でもモード同期光ファイバレーザを構成できることを示した。さらに、波長1.3μmで利得をもつプラセオジウム(Pr)ドープ光ファイバを用いた1.3μm帯モード同期光ファイバレーザ、波長1μmで利得をもつイッテルビウム(Yb)ドープ光ファイバを用いた1μm帯モード同期光ファイバレーザも実現している。さらに、CNTを用いた光スイッチングデバイスの研究を行った。光ファイバをD型に研磨したDシェイプ光ファイバ上にCNTを蒸着した光ファイバ型のデバイスを試作し、光スイッチングが可能であることを示すことができた。光ファイバの側面をコア部分から数μmとなるようにD型に研磨し、5cmのDシェイプ光ファイバを作製した。その研磨した部分にCNTを蒸着し、光ファイバ型CNTデバイスとした。この光ファイバ型CNTデバイスを非線形偏波回転による非線形光スイッチとして用いたところ、わずか5cmの光ファイバにもかかわらず50mW程度のパワーでスイッチングを実現できた。消光比も20dB以上が得られた。ここから計算される非線型定数γは10^6W^<-1>km^<-1>程度と見積もられた。

这项研究将利用碳纳米管（CNT）的光学非线性来研究未来波长多路复用（WDM）光纤网络的新设备。在我们以前的研究中，波长为1.55μm（C频带），但是单壁碳纳米管的工作波长可能会根据管道直径而变化。实际样品包含几种类型的单壁碳纳米管，因此有些样品在光吸收中具有很大的扩散。因此，已经表明，模式锁定的光纤激光器不仅可以在1.55μm波段（C频段）中构造，还可以在1.6μm频带（L频带）和1.48μm波段（S频带）中构造。此外，使用prasemodymium（pr）的光纤纤维激光器1.3μm波段的光纤激光器，波长为1.3μm，并使用1μm-band模式光纤激光激光使用YTTERBIUM（YB）的光纤（YB）型光纤纤维与1°iS 1°Mms weavel。此外，我们使用CNT对光学开关设备进行了研究。我们创建了一个原型光纤型设备，其中CNT沉积在D形光纤上，光纤将光纤抛光到D形光纤纤维上，并且已显示出光学开关是可能的。光纤的侧面表面被抛光成D形光纤，以使其与核心部件的几分m，从而制造了5厘米D形的光纤纤维。 CNT沉积在抛光部分上，形成光纤CNT设备。当使用非线性极化旋转使用这种光纤类型的CNT设备作为非线性光学开关时，尽管仅5厘米的光纤纤维，但可以用大约50MW的开关开关。在20dB以上也获得了灭绝比。从此计算得出的非线性常数γ估计约为10^6W^<-1> km^<-1>。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

1.3-μm pulsed fiber lasers mode-locked by purified carbon nanotubes

由纯化碳纳米管锁模的 1.3 μm 脉冲光纤激光器

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Advanced Solid-State Photonics Topical Meeting (ASSP) no.WE7
影响因子：
0
作者：
Y.-W.Song;S.Yamashita;S.Y.Set;C.S.Goh;T.Kotake
通讯作者：
T.Kotake

Optical properties of Carbon nanotubes and their application to ultra-short pulsed optical sources (invited)

碳纳米管的光学特性及其在超短脉冲光源中的应用（特邀）

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Korean Photonics Conference Seoul, South Korea
影响因子：
0
作者：
Y.-W.Song;Shinji Yamashita
通讯作者：
Shinji Yamashita

Recent advances in carbon nanotube photonics (invited)

碳纳米管光子学最新进展（特邀）

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Topical Meeting on Optical Amplifiers and Their Applications (OAA 2004) no.OMD3
影响因子：
0
作者：
S.Y.Set;M.Jablonski;S.Yamashita
通讯作者：
S.Yamashita

Carbon nanotube mode-lockers with enhanced nonlinear effect

具有增强非线性效应的碳纳米管锁模器