紫外光照射による石英系光導波路の作製とカーボンナノチューブ集積光回路への応用

紫外光照射制备二氧化硅基光波导及其在碳纳米管集成光路中的应用

• 批准号: 06J10557
• 负责人: 柏木 謙
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J10557/
• 关键词: カーボンナノチュブ; 受動モード同期; 光ファイバレーザ; 光堆積; 光形成導波路; ブラッググレーティング; カーボンナノチューブ; 全光型光スイッチ; 可飽和吸収; モード同期; 位置選択的堆積

近年、光デバイス心用に注目されているカーボンナノチューブ(Carbon Nanotube:CNT)について、その取りい手法の研究を行った。CNTはナノオーダのサイズを持ち、またファンデルワールス力により容易に絡まり合うため、非常に扱いが困難である。我々は昨年度すでに、CNTを分散した溶媒に浸した90度カットした光ファイバから光を入射することで、光ファイバ端のコア部のみにCNTを位置選択的に堆積可能であることを報告した。しかし、この手法では光ファイバ先端に浮遊してきたCNTを堆積するため、堆積開始時間がわからず、CNT堆積量の調整を行うことが出来ないという問題点があった。また、光デバイスとして十分に動作するCNTの必要量のみを堆積することが出来ない。平成19年度は、これら二つの問題点を解決した。我々は、光ファイバ端への堆積中にin-situ光リフレクトメトリを導入し、CNT堆積開始時間を検知可能とした。CNT堆積によりファイバ端での反射率が変化する時刻を検知することによる。CNT堆積量の調整は、堆積開始後から光入射時間長を調節することによって可能となったことを電子線顕微鏡によって確認した。さらには、CNT堆積を光ファイバレーザ共振器中で行い、十分な可飽和吸収量が得られてレーザに受動モード同期がかかり、パルス発振となった時点で堆積を中止することで、必要量のみのCNT堆積を実権した。従来4,5dBの損失があったCNT可飽和吸素子を、必要最低限量のCNT堆積により挿入損失1.5dBに低減された。

我们对碳纳米管（CNT）进行了研究，碳纳米管最近在光学器件中的应用引起了人们的关注。碳纳米管非常难以处理，因为它们具有纳米级尺寸，并且很容易因范德华力而缠结。去年，我们已经报道过，通过从浸入碳纳米管分散溶剂中的 90 度切割光纤注入光，可以选择性地将碳纳米管仅沉积在光纤末端的纤芯上。然而，由于该方法在光纤的尖端沉积浮动的CNT，因此存在无法确定沉积开始时间以及无法调整沉积的CNT的量的问题。此外，不可能仅沉积必要量的CNT以充分发挥光学器件的作用。 2007财年，这两个问题得到了解决。我们在光纤末端沉积过程中引入了原位光学反射计，使得检测 CNT 沉积的开始时间成为可能。通过检测光纤端部反射率因CNT沉积而发生变化的时间。使用电子显微镜确认了，通过调整成膜开始后的光入射时间，能够调整CNT的成膜量。此外，通过在光纤激光谐振器中进行CNT沉积，并在获得足够量的可饱和吸收并且激光器变为被动锁模，导致脉冲振荡时停止沉积，可以仅沉积所需的量。 CNT沉积的电荷。传统 CNT 可饱和吸收器的插入损耗为 4.5 dB，通过沉积最少量的 CNT，插入损耗降低至 1.5 dB。

项目成果

Opitcally formed carbon nanotube sphere

光学成型碳纳米管球

• 发表时间: 2008
• 期刊: Optics Express 16
• 作者: Hideyuki F. Arata;Frederic Gillot;and Hiroyuki Fujita;Hiroshi Shintani and Hujime Tnunaka;Ken Kashiwagi
• 通讯作者: Ken Kashiwagi

Deposition Process Monitoring for Optimum Carbon Nanotube Thinfilm Condition Control

沉积过程监控以实现最佳碳纳米管薄膜状态控制

• 发表时间: 2007
• 作者: Hideyuki F. Arata;Frederic Gillot;and Hiroyuki Fujita;Hiroshi Shintani and Hujime Tnunaka;Ken Kashiwagi;Ken Kashiwagi;柏木 謙;柏木 謙;柏木 謙
• 通讯作者: 柏木 謙

Optically Manipulated Deposition of Carbon Nanotubes onto Optical Fiber End

• DOI: 10.1143/jjap.46.l988
• 发表时间: 2007-10
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: K. Kashiwagi;S. Yamashita;S. Set

カーボンナノチューブ可飽和吸収量最適化のための堆積モニタリング

碳纳米管饱和吸收优化的沉积监测

• 发表时间: 2008
• 作者: Hideyuki F. Arata;Frederic Gillot;and Hiroyuki Fujita;Hiroshi Shintani and Hujime Tnunaka;Ken Kashiwagi;Ken Kashiwagi;柏木 謙
• 通讯作者: 柏木 謙

Optical Formation of Carbon Nanotube Sphere

碳纳米管球的光学形成

• 发表时间: 2007
• 作者: Hideyuki F. Arata;Frederic Gillot;and Hiroyuki Fujita;Hiroshi Shintani and Hujime Tnunaka;Ken Kashiwagi;Ken Kashiwagi;柏木 謙;柏木 謙;柏木 謙;Ken Kashiwagi
• 通讯作者: Ken Kashiwagi