豊田工業大学 光機能物質研究室

光ファイバ増幅器および合分波器の開発により1990年代の光通信技術は大容量化に向け飛躍的に進歩し,実験室レベルでは10Tbit/s を超える超大容量通信が 可能になっている。今後は,単なるある地点から他の地点への情報伝達から光ルーティング機能を持った ネットワークによるフレキシビリティの高い大容量な情報伝達に移行しようとしている。ここで必要になるのが広帯域光増幅器のほか,波長変換,高速光スイッチ,波形整形等の光信号処理技術である。伝送路とのマッチングの良い光ファイバを利用した信号処理デバイスの研究が行われているが,効率に難点があり実用には程遠い状況にある。

実用的な信号処理デバイスを実現するためには,導波路材料開発からの取り組みが不可欠である。しかし,材料開発のみでは,光デバイス用材料開発では不十分である。材料特性を評価するにはその最終形態である導波路化し,その特性を評価してはじめて素材特性の評価が完了する。本研究室では,導波路化までを視野に入れた材料研究を基本としている。高機能光素子を実現するために必要な機能材料を開発するとともに,その機能のさらなる拡張を狙い,フォトニッククリスタルファイバ(PCF)構造も駆使して高機能光素子を創成することを目指す。研究対象素材としてはガラス素材を中心とし,素材開発,素子の創成および特性検証を一連の研究プロセスとしている。

また,PCF により,光ファイバの新しい可能性を開く研究も進めている。PCF は,フォトニックバンドギャップを導波原理とするフォトニックバンドギャップ(PBG)ファイバと全反射を導波原理とするホーリーファイバに大別され,それぞれの特徴を活かした応用が考えられる。PCF の導波構造形成上の大きな利点は屈折率分布をつけるためのドーパントが不要な点である。また,大きな構造分散特性を実現できることから,石英ガラス以外の素材でも、光通信波長帯に合った波長分散特性を実現できる。そのため,素材合成が導波路素子作製に結び付きやすくなったと言える。PCF と光機能材料との組み合わせで,光素子特性を飛躍的に向上させることが可能であり,光機能素子研究にブレークスルーをもたらすことを期待している。

主な研究テーマは

1.超広帯域高効率光波制御媒体の研究

2.超広帯域コヒーレント光創成の研究

3.微細構造光ファイバの研究

である。