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JP2007094065A - Method for manufacturing swnt saturable absorption optical material, pulse laser apparatus and all-optical type optical switch device - Google Patents

Method for manufacturing swnt saturable absorption optical material, pulse laser apparatus and all-optical type optical switch device Download PDF

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JP2007094065A JP2005283996A JP2005283996A JP2007094065A JP 2007094065 A JP2007094065 A JP 2007094065A JP 2005283996 A JP2005283996 A JP 2005283996A JP 2005283996 A JP2005283996 A JP 2005283996A JP 2007094065 A JP2007094065 A JP 2007094065A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an optical saturable absorber excellent in low loss and optical damage resistance or the non-linear optical waveguide structure of the absorber and to realize a super-short optical pulse laser and a small-sized optical switch capable of performing stable pulse oscillation and low-cost optical communication. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing an SWNT (Single Walled Carbon Nanotube) saturable absorption optical material, a chlorobenzene or tetrahydrofuran (THF) is used as a dispersion solvent. At first, ultrasonic processing is applied to an SWNT solution completely dissolved in the solvent or an SWNT solution to which surface processing is applied by radical addition. Then one of transparent polymers is added to the dispersion solvent and the dispersion solvent is surely agitated while applying ultrasonic waves so that the SWNT is uniformly dispersed into plastic. Finally, the dispersion solution is slowly and sufficiently dried in atmosphere heated to several tens °C. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本特許はSWNTの光の可飽和吸収特性を安定に発現するための光学材料の製造方法ならびにそれを利用したレーザーおよび光スイッチ装置に関する特許であって、レーザーから数十〜数百フェムト秒(1フェムト秒=1×10-15 秒)の超短パルスを発生させるために利用される。また安価な超高速光-光スイッチを実現できる。 This patent relates to a method for producing an optical material for stably exhibiting the saturable absorption characteristic of light of SWNT, and a laser and an optical switch device using the optical material, and several tens to hundreds of femtoseconds (1) from the laser. Femtosecond = 1 × 10 −15 seconds) is used to generate an ultrashort pulse. In addition, an inexpensive ultrafast optical-optical switch can be realized.

数ピコ秒以下の超短光パルスを発生させる方法としては、従来から「モード同期」が広く普及しており、これを実現するためには可飽和吸収体を利用する方法が、簡便な方法として多用されている。この方法は受動モード同期と呼ばれている。しかし、従来の光通信の波長帯である1.55 μm付近で作動する可飽和吸収体としては、化合物半導体の多重量子井戸系(非特許文献1)があるだけであった。この可飽和吸収体は製造コストが高く、光耐損傷性も弱く、それらのことが光通信用の超短光パルスレーザーを高価で壊れやすいものにしている。そこで、製造コストが低く、光耐損傷性に優れた可飽和吸収体の開発が望まれていた。   As a method for generating an ultrashort optical pulse of several picoseconds or less, “mode synchronization” has been widely used in the past, and a method using a saturable absorber is a simple method for realizing this. It is used a lot. This method is called passive mode synchronization. However, there is only a compound semiconductor multiple quantum well system (Non-Patent Document 1) as a saturable absorber operating in the vicinity of 1.55 μm, which is a wavelength band of conventional optical communication. This saturable absorber is expensive to manufacture and has low optical damage resistance, which makes an ultrashort optical pulse laser for optical communication expensive and fragile. Therefore, it has been desired to develop a saturable absorber having a low production cost and excellent light damage resistance.

また単層カーボンナノチューブ(Single Walled Carbon Nanotube : 以下SWNT)はグラフェンシートの巻き方によって金属または半導体としての性質を示すことが知られている。特に、半導体の性質を示すSWNTの光学的特性については、光通信の波長帯である近赤外領域で、SWNTの可飽和吸収効果(光吸収率が光強度が大きくなると低下する)が報告されており、またこの可飽和吸収の回復時間が1 ps以下という超高速であることも確認されている(非特許文献2)。これらのカーボンナノチューブの光学的特性を利用して超短光パルスを発生させる受動モード同期ファイバーレーザーが既に報告されている(非特許文献3)。また、SWNTの近赤外波長領域での可飽和吸収効果を用いて全光型スイッチ、受動モード同期レーザーの可飽和吸収ミラー、超短パルスの波形整形器等の応用が試みられてきた。SWNTはその製造技術の発展と共に、低コスト化、高品質化、大量生産化も進められており、SWNTの持つ高い耐環境性より、次世代の可飽和吸収体として非常に有力な材料である。   Single walled carbon nanotubes (SWNT) are known to exhibit properties as metals or semiconductors depending on how the graphene sheet is wound. In particular, with regard to the optical properties of SWNT, which shows the properties of semiconductors, the saturable absorption effect of SWNT (the light absorptivity decreases as the light intensity increases) is reported in the near-infrared region, which is the wavelength band of optical communications. In addition, it has been confirmed that the recovery time of the saturable absorption is an ultra-high speed of 1 ps or less (Non-Patent Document 2). Passive mode-locked fiber lasers that generate ultrashort light pulses by utilizing the optical characteristics of these carbon nanotubes have already been reported (Non-Patent Document 3). In addition, all-optical switches, saturable absorption mirrors of passive mode-locked lasers, ultra-short pulse waveform shapers, etc. have been tried using the saturable absorption effect of SWNT in the near infrared wavelength region. SWNT has been developed with its manufacturing technology, and cost reduction, high quality, and mass production are being promoted. SWNT is a very powerful material as a next generation saturable absorber because of its high environmental resistance. .

特開2003−121892号JP2003-121892A “Femtosecond pulses from a continuously self-starting passively mode-locked Ti:sapphire laser,” Opt. Lett., vol. 16, pp. 1022-1024 (1991).“Femtosecond pulses from a continuously self-starting passively mode-locked Ti: sapphire laser,” Opt. Lett., Vol. 16, pp. 1022-1024 (1991). “Ultrafast optical switching properties of single-wall carbon nanotube polymer composites at 1.55μm”, Appl. Phys. Lett. vol, 81, pp. 975-977 (2002).“Ultrafast optical switching properties of single-wall carbon nanotube polymer composites at 1.55μm”, Appl. Phys. Lett. Vol, 81, pp. 975-977 (2002). “Mode-locked Fiber Lasers based on a Saturable Absorber Incorporating Carbon Nanotubes”, OFC2003, Post-deadline Paper PD44, March 2003.“Mode-locked Fiber Lasers based on a Saturable Absorber Incorporating Carbon Nanotubes”, OFC2003, Post-deadline Paper PD44, March 2003. “A Noise Suppressing Saturable Absorber at 1550nm Based on Carbon Nanotube Technology”, OFC2003, paper FL2, March 2003.“A Noise Suppressing Saturable Absorber at 1550nm Based on Carbon Nanotube Technology”, OFC2003, paper FL2, March 2003. “Carbon nanotube-polymer composite saturable absorber for ASE noise suppression in optical amplifiers”, ECOC2003, Post-deadline Paper Th4.2.5, Sep. 2003.“Carbon nanotube-polymer composite saturable absorber for ASE noise suppression in optical amplifiers”, ECOC2003, Post-deadline Paper Th4.2.5, Sep. 2003.

しかしながらここで問題となるのが、個々のSWNT間の強い分子間引力によってSWNT同士が凝集して、束になりやすいことである。このために波長の4乗に逆比例する散乱係数をもつレイリー散乱と呼ばれる光損失が発生しやすい。現在、SWNTを可飽和吸収体として用いる場合、SWNTをジメチルホルムアミドやエタノールなどの有機溶媒に分散させて、ガラス基板上にスプレー散布して薄膜化する方法(特許文献1、非特許文献4)が主流である。しかしこの方法では、個々のSWNTがお互いに凝集し合っているために、レイリー散乱が顕著となる。モード同期レーザーへの応用に関しては、この散乱による損失よりも増幅の方が勝るために、レーザー発振が可能となるが、不安定なレーザーとなり易い。また、SWNTが常時空気や湿気にさらされているため 長期的な特性劣化が避けられない問題点があった。   However, the problem here is that SWNTs tend to aggregate due to the strong intermolecular attractive force between individual SWNTs to form a bundle. For this reason, light loss called Rayleigh scattering having a scattering coefficient inversely proportional to the fourth power of the wavelength is likely to occur. Currently, when SWNT is used as a saturable absorber, SWNT is dispersed in an organic solvent such as dimethylformamide or ethanol, and sprayed onto a glass substrate to form a thin film (Patent Document 1, Non-Patent Document 4). Mainstream. However, in this method, since individual SWNTs aggregate each other, Rayleigh scattering becomes remarkable. For application to a mode-locked laser, amplification is superior to loss due to scattering, so that laser oscillation is possible, but an unstable laser tends to be obtained. In addition, since SWNT is constantly exposed to air and moisture, there has been a problem that long-term deterioration of characteristics cannot be avoided.

このようなレイリー散乱の問題を解決するためには、SWNT同士が凝集しないように、光通信に用いる波長において透明な分散性媒質へ均一に分散させることが大変重要である。分散性媒質としてはポリマーや溶媒などが考えられる。その一例として、榊原らはこのポリマーにポリビニルアルコール(PVA)を用いることにより、散乱損失の低減を実現している(非特許文献5)。しかし、PVAではフイルム膜しか作製できず、また溶媒として水を使うためO-H基による1.55 μm帯の光の吸収が見られる。このためSWNTを分散させるポリマーとしては最適ではなかった。   In order to solve such a Rayleigh scattering problem, it is very important that the SWNTs are uniformly dispersed in a transparent dispersive medium at a wavelength used for optical communication so that the SWNTs do not aggregate. As the dispersive medium, a polymer or a solvent can be considered. As an example, Sugawara et al. Achieved a reduction in scattering loss by using polyvinyl alcohol (PVA) for this polymer (Non-Patent Document 5). However, PVA can only produce a film film, and water is used as a solvent, so the absorption of light in the 1.55 μm band by the O—H group is observed. For this reason, it was not optimal as a polymer for dispersing SWNT.

本発明の目的は上述の問題点に鑑み、安定でかつ取り扱いやすいSWNTを利用した可飽和吸収プラスチック材料およびそれを利用したレーザーおよび光スイッチを提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a saturable absorbing plastic material using SWNT that is stable and easy to handle, and a laser and an optical switch using the same.

かかる目的を達成するために、本発明では光通信の分野で使用される透明性ポリマーとして、PMMAなどのポリアクリレート(PAc)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポリエステル(PEs)、ポリウレタン(PU)、ポリノルボルネン(PNB)等を利用し、これらのプラスチック中にSWNTを一様に分散することにより、吸収の少ないSWNT可飽和吸収体材料あるいはその導波路構造を実現するものである。さらにこれらをレーザー内部に挿入したり、あるいは光スイッチとして用いることにより光パルスの制御を行うものである。このためにはポリマーと溶剤とSWNTとの相性、また、相溶性の改善にSWNTの表面処理が重要となってくる。   In order to achieve this object, in the present invention, as a transparent polymer used in the field of optical communication, polyacrylate (PAc) such as PMMA, polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyester (PEs), polyurethane ( PUNT, polynorbornene (PNB), etc. are used to uniformly disperse SWNTs in these plastics, thereby realizing a SWNT saturable absorber material with little absorption or its waveguide structure. Further, these are inserted into the laser or used as an optical switch to control the optical pulse. For this purpose, SWNT surface treatment is important for improving compatibility between the polymer, the solvent and SWNT, and improving compatibility.

本発明で得られるSWNT含有プラスチック材料においてはSWNTどうしの凝集がないため、低損失かつ光耐損傷性に優れた光学的可飽和吸収体あるいはその非線形光導波路構造を実現することができる。本可飽和吸収体をレーザーに挿入することにより、安定なパルス発振が可能で且つ低コストな光通信用の超短光パルスレーザーや小型光スイッチを実現することができる。   Since the SWNT-containing plastic material obtained by the present invention does not aggregate SWNTs, an optically saturable absorber having excellent loss resistance and optical damage resistance or a nonlinear optical waveguide structure thereof can be realized. By inserting the saturable absorber into a laser, it is possible to realize an ultra-short optical pulse laser or a small optical switch for optical communication that is capable of stable pulse oscillation and low cost.

本発明のSWNT含有プラスチック材料の作製においては、クロロベンゼンあるいはテトラヒドロフラン(THF)を分散溶媒として用いる。まず、溶媒によく馴染ませたSWNT溶液、もしくはラジカル付加により表面処理を施したSWNT溶液に超音波処理を施す。次に上記透明ポリマーの一つを分散溶液に加え、SWNTがプラスチックに均一に分散するように超音波を与えよく撹拌する。最後に、分散液を数十度Cに熱した雰囲気中でゆっくりと十分乾燥させる。これによりSWNT可飽和光学材料を作製することができる。   In the production of the SWNT-containing plastic material of the present invention, chlorobenzene or tetrahydrofuran (THF) is used as a dispersion solvent. First, an ultrasonic treatment is applied to a SWNT solution that is well-familiar with the solvent or a SWNT solution that has been surface-treated by radical addition. Next, one of the above transparent polymers is added to the dispersion solution, and ultrasonic waves are applied and stirred well so that SWNTs are uniformly dispersed in the plastic. Finally, the dispersion is slowly dried sufficiently in an atmosphere heated to several tens of degrees C. Thereby, a SWNT saturable optical material can be produced.

PMMAなどのPAcおよびPSはプラスチック光ファイバー(POF)や光導波路として使用されるなど、光通信の分野ではよく用いられるポリマーである。PMMAおよびPSの屈折率はそれぞれ1.48~1.50、1.59~1.60であり、18.6 kg/cm2の曲げ荷重を加えたときの熱変形温度はそれぞれ102℃、104℃である。PAcはエタノール水溶液、アセトン、クロロホルム、メチルエチルケトン、クロロベンゼン、テトラヒドロフランなど、ケトン・エステル塩素化溶剤に可溶である。一方、PSはクロロホルム、メチルエチルケトン、エチルアセテート、テトラヒドロフランなど、芳香族・塩素化溶剤に可溶である。 PAc and PS such as PMMA are polymers that are often used in the field of optical communications, such as plastic optical fibers (POF) and optical waveguides. The refractive indexes of PMMA and PS are 1.48 to 1.50 and 1.59 to 1.60, respectively, and the thermal deformation temperatures when a bending load of 18.6 kg / cm 2 is applied are 102 ° C. and 104 ° C., respectively. PAc is soluble in ketone / ester chlorinated solvents such as aqueous ethanol, acetone, chloroform, methyl ethyl ketone, chlorobenzene, and tetrahydrofuran. On the other hand, PS is soluble in aromatic and chlorinated solvents such as chloroform, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, and tetrahydrofuran.

本発明のポイントは、分散溶媒として、ホストポリマーの溶媒であり且つSWNTの分散溶媒を兼ねるクロロベンゼンあるいはテトラヒドロフラン(THF)を用いることである。これらの溶媒の線形吸収特性を図1に示す。同図にはジメチルホルムアミド(DMF)および精製水の線形吸収も併せて示している。各溶媒の吸収特性は厚さ1 mmの石英ガラスに囲まれた長さ5 mmの光学セルに入れて測定したものである。光通信の波長帯である1550 nmにおける透過率を見ると、THFが91.78 %、クロロベンゼンが99.62 %、DMFが94.87 %である。精製水はOH基による吸収のため、1550 nmの透過率はほぼ0 %である。これよりTHFもしくはクロロベンゼンが低損失化に有望であることがわかる。   The point of the present invention is that chlorobenzene or tetrahydrofuran (THF), which is a solvent for the host polymer and also serves as a dispersion solvent for SWNT, is used as the dispersion solvent. The linear absorption characteristics of these solvents are shown in FIG. The figure also shows the linear absorption of dimethylformamide (DMF) and purified water. The absorption characteristics of each solvent were measured in a 5 mm long optical cell surrounded by a 1 mm thick quartz glass. Looking at the transmittance at 1550 nm, which is the wavelength band of optical communication, THF is 91.78%, chlorobenzene is 99.62%, and DMF is 94.87%. Purified water absorbs OH groups, so the transmittance at 1550 nm is almost 0%. This shows that THF or chlorobenzene is promising for low loss.

従来検討されてきたSWNT可飽和吸収光学材料(スプレー法、PVA法)と比較すると、スプレー法はSWNT薄膜がはがれやすく外気にさらされているため、SWNTの長期信頼性に問題があった。またPVAへのSWNTの分散は水を利用しているが、図1にも示したようにOH基による光損失が大きく、またフイルム膜しか作製できないという欠点があった。それに対して、SWNT分散PAcやPS 、PC、PEs、PNBは、耐熱性、SWNTの分散性、1.55μm帯における低光損失性、SWNTの長期信頼性、のいずれをとっても優れた特性を有する。さらに薄膜だけでなく導波路構造の形成も可能であり、光スイッチ、変調器などへの様々な光応用を含めて可飽和光学材料として極めて有効である。   Compared with the SWNT saturable absorbing optical material (spray method, PVA method) that has been studied in the past, the spray method has a problem in the long-term reliability of SWNT because the SWNT thin film is easily peeled off and exposed to the outside air. In addition, SWNT is dispersed in PVA using water. However, as shown in FIG. 1, there is a disadvantage that optical loss due to OH groups is large and only a film film can be produced. On the other hand, SWNT-dispersed PAc, PS, PC, PEs, and PNB have excellent characteristics in any of heat resistance, SWNT dispersibility, low light loss in the 1.55 μm band, and long-term reliability of SWNT. Furthermore, not only a thin film but also a waveguide structure can be formed, and it is extremely effective as a saturable optical material including various optical applications such as optical switches and modulators.

ここでポリマーとSWNTが一様に混ざる理由について、まずPAcの例としてPMMAの例を述べる。PMMAにSWNTを均一に分散させる働きがあるのは、SWNTの末端または六員環の欠陥部分とPMMAのカルボニル基が引きつけ合っているためであると考えられる。それを理解するためにSWNTとPMMAに分子間力が働く様子を図2に示す。例えば、SWNTと98 %硫酸と70 %硝酸の混酸に浸し、超音波処理することで、SWNTの末端または六員環の欠陥部分にカルボキシル基が結合することが知られている。PMMAのカルボニル基はカルボキシル基の水素原子がメチル基(-CH3)に置き換わっただけであり、構造はほぼ同じである。このため、PMMAのカルボニル基とSWNTとの間には微弱ながらも分子間力が働いており、SWNTの均一分散が可能になるものと考えられる。同様の理由によりカルボニル基を持つPC、PEs、PU、PNBもホストポリマーとして利用可能である。 Here, the reason why the polymer and SWNT are mixed uniformly will be described first by using PMMA as an example of PAc. The reason why SWNT is uniformly dispersed in PMMA is thought to be due to the fact that the terminal part of SWNT or the defective part of the six-membered ring attracts the carbonyl group of PMMA. Figure 2 shows how intermolecular forces act on SWNT and PMMA to understand this. For example, it is known that a carboxyl group is bonded to a terminal end of SWNT or a defective portion of a six-membered ring by immersing in a mixed acid of SWNT, 98% sulfuric acid and 70% nitric acid and sonicating. The structure of the carbonyl group of PMMA is almost the same except that the hydrogen atom of the carboxyl group is replaced with a methyl group (—CH 3 ). For this reason, an intermolecular force acts between the carbonyl group of PMMA and SWNT, although it is weak, and it is considered that uniform dispersion of SWNT becomes possible. For the same reason, PC, PEs, PU, and PNB having a carbonyl group can also be used as host polymers.

一方SWNTとPSの間に分子間力が働くのは、グラファイトの構成と同じように、PSのベンゼン環とSWNT表面の六員環どうしがファンデルワールス力で引きつけ合い、互いに密接に結合しているためと考えられる。なお、この時のベンゼン環と六員環は完全に重ならずに少しずれた形で重なっている。PSのベンゼン環とSWNTの六員環のπ電子軌道の重なりによる結合の様子を図3(a)に示す。また図3(b)に、SWNT表面のまわりにPSがらせん状に密着している様子を模式的に示す。   On the other hand, the intermolecular force works between SWNT and PS because the benzene ring of PS and the six-membered ring on the surface of SWNT attract each other by van der Waals force and are closely bonded to each other, just like the structure of graphite. It is thought that it is because. At this time, the benzene ring and the six-membered ring are overlapped in a slightly deviated form without overlapping completely. Fig. 3 (a) shows how the benzene ring of PS and the six-membered ring of SWNT are bonded by overlapping π electron orbitals. FIG. 3 (b) schematically shows a state in which the PS is in close contact with the spiral around the SWNT surface.

ポリマーに分散させるSWNTの濃度が高すぎたり、ポリマーの分子量が小さすぎると、乾燥する過程でSWNTが凝集してしまう。したがってSWNTがホストポリマーに十分に分散した状態で保持され、SWNT含有プラスチックとして完成させるためには、
(1)SWNTに対するポリマー(プラスチック)の質量比が十分にあること、
(2)ポリマー分子の分子量が十分であること、
の2つの条件が必要である。(1),(2)の具体的な値については、SWNTの純度・品質によって変化するが、HiPCO (High-pressure carbon monoxide)法によって作製されたSWNTを例にとると、質量比はSWNTに対してプラスチックが約1000倍以上(SWNT濃度が1000 ppm以下)であること、プラスチック分子の分子量は約20,000以上が適当である。ただし、プラスチックの分子量があまりにも高すぎると、SWNT/ポリマー溶液の粘性が大きくなり、バルク材料として乾燥させるときに材料の均一度ならびに面精度・平行度が悪くなる。
If the concentration of SWNTs dispersed in the polymer is too high or the molecular weight of the polymer is too low, SWNTs will aggregate during the drying process. Therefore, in order to hold SWNT in a sufficiently dispersed state in the host polymer and complete it as a SWNT-containing plastic,
(1) The mass ratio of polymer (plastic) to SWNT is sufficient,
(2) the molecular weight of the polymer molecule is sufficient,
The following two conditions are necessary. (1), a specific value of (2) may vary depending the purity and quality of the SWNT, taking the SWNT made by HiPCO (Hi gh- p ressure c arbon mon o xide) method as an example, It is appropriate that the mass ratio of plastic is about 1000 times or more (SWNT concentration is 1000 ppm or less) with respect to SWNT, and the molecular weight of plastic molecules is about 20,000 or more. However, if the molecular weight of the plastic is too high, the viscosity of the SWNT / polymer solution increases and the uniformity of the material and the surface accuracy / parallelism deteriorate when dried as a bulk material.

以下に示す実施例1、2および3は、それぞれテトラヒドロフラン(THF)、クロロベンゼンを溶媒としてSWNTをPMMA中に分散させる方法の一例である。実施例4はクロロベンゼンを分散溶媒としてSWNTをPS中に分散させる方法の一例である。以下に記す分散溶媒の体積、SWNTやPMMAの質量、超音波処理等の条件はあくまで典型例であり、分散性が得られる限り特に限定されるものではなく、使用するSWNT、溶媒、プラスチックの種類等によって、適宜定めることが可能である。実施例5は実施例1~4のいずれかによって得られたSWNT可飽和吸収光学材料をレーザー共振器内部に挿入し可飽和吸収体として利用するパルスレーザー装置である。実施例6はSWNT可飽和吸収光学材料を利用した光スイッチである。   Examples 1, 2 and 3 shown below are examples of methods for dispersing SWNTs in PMMA using tetrahydrofuran (THF) and chlorobenzene as solvents. Example 4 is an example of a method of dispersing SWNT in PS using chlorobenzene as a dispersion solvent. Conditions such as the volume of the dispersion solvent, the mass of SWNT and PMMA, and sonication described below are typical examples, and are not particularly limited as long as dispersibility is obtained, and the type of SWNT, solvent, and plastic to be used It can be determined as appropriate. Example 5 is a pulse laser device in which the SWNT saturable absorbing optical material obtained by any one of Examples 1 to 4 is inserted into a laser resonator and used as a saturable absorber. Example 6 is an optical switch using a SWNT saturable absorbing optical material.

THFを溶媒としたSWNT分散PMMAの作製方法は以下の通りである。
(1) THF20 mlに0.5 mgのSWNT (28 ppm)を加え、超音波ホモジナイザーで約30分の超音波処理を行う。比率がこの程度であれば絶対量は問わない。
(2) 超音波を(1)の分散溶液に加えたまま、PMMA 2 gを少しずつ加え、投入後3時間程度の超音波処理を行う。PMMAの量は(1)に対応しており、(1)の量が多ければそれに応じて増やす。
(3) (2)の分散溶液をシャーレまたは石英基板上に取り、およそ2日間自然乾燥させる。
A method for preparing SWNT-dispersed PMMA using THF as a solvent is as follows.
(1) Add 0.5 mg of SWNT (28 ppm) to 20 ml of THF, and perform ultrasonic treatment with an ultrasonic homogenizer for about 30 minutes. An absolute amount is not ask | required if a ratio is this grade.
(2) While adding ultrasonic waves to the dispersion solution of (1), add 2 g of PMMA little by little, and perform ultrasonic treatment for about 3 hours after charging. The amount of PMMA corresponds to (1). If the amount of (1) is large, the amount is increased accordingly.
(3) The dispersion solution of (2) is placed on a petri dish or a quartz substrate and allowed to air dry for about 2 days.

THFは揮発性が高いため、PMMAが急激に乾燥することにより、表面が細かく波打ち縁には気泡が生じる。1 mm以上の厚さを持つPMMAのバルクを作製するためには空気が混入しないように注意しなければならない。   Since THF is highly volatile, when PMMA dries rapidly, the surface is fine and bubbles are generated at the wavy edges. Care must be taken to prevent air from entering in order to produce a bulk of PMMA with a thickness of 1 mm or more.

THFを溶媒としたSWNT分散PMMAの別の作製方法は以下の通りである。
(1) PMMA のモノマーであるメチルメタクリレート(MMA)にメタクリル基を有するシラン処理剤で表面処理したSWNT及びラジカル重合開始剤を加え、超音波ホモジナイザーで約30分の超音波処理を行う。
(2) 超音波処理した溶液をアンプル中に封管し、脱気後、加熱重合する.得られたSWNT含有PMMA2gをTHF20 mlに溶かし、超音波ホモジナイザーで3時間程度の超音波処理を行う。
(3) (2)の分散溶液をシャーレまたは石英基板上に取り、およそ2日間自然乾燥させる。
Another method for preparing SWNT-dispersed PMMA using THF as a solvent is as follows.
(1) Add SWNT surface-treated with a silane treatment agent having a methacrylic group and radical polymerization initiator to methyl methacrylate (MMA), which is a monomer of PMMA, and perform ultrasonic treatment for about 30 minutes with an ultrasonic homogenizer.
(2) Seal the sonicated solution in an ampoule, deaerate, and heat polymerize. 2 g of SWNT-containing PMMA thus obtained is dissolved in 20 ml of THF and subjected to ultrasonic treatment for about 3 hours with an ultrasonic homogenizer.
(3) The dispersion solution of (2) is placed on a petri dish or a quartz substrate and allowed to air dry for about 2 days.

重合した材料はPMMA2.0 gに対してSWNTを2 mg分散させても凝集体は観測されないが、THFは揮発性が高いため、実施例1同様、PMMAが急激に乾燥することにより、表面が細かく波打ち縁には気泡が生じる。1 mm以上の厚さを持つPMMAのバルクを作製するためには空気が混入しないように注意しなければならない。   Agglomeration is not observed even when 2 mg of SWNT is dispersed in 2.0 g of PMMA in the polymerized material, but since THF is highly volatile, the surface of PMMA is dried rapidly as in Example 1. Bubbles are generated finely at the wavy edge. Care must be taken to prevent air from entering in order to produce a bulk of PMMA with a thickness of 1 mm or more.

クロロベンゼンを溶媒としたSWNT分散PMMAの作製方法は以下の通りである。
(1) クロロベンゼン18 mlに1 mg (49 ppm)のSWNTを加え、メノウ乳鉢を用いてSWNTとクロロベンゼンを馴染ませる。比率がこの程度であれば絶対量は問わない。
(2) (1)の溶液を超音波ホモジナイザーで約30分の超音波処理を行う。
(3) 超音波を(2)の分散溶液に加えたまま、PMMA 2 gを少しずつ加え、投入後約1時間の超音波処理を行う。PMMAの量は(1)に対応しており、(1)の量が多ければそれに応じて増やす。
(4) (3)の分散溶液をフッ素樹脂製シャーレに取り、40 ℃程度に熱した雰囲気中で、およそ3日間乾燥させる。
A method for producing SWNT-dispersed PMMA using chlorobenzene as a solvent is as follows.
(1) Add 1 mg (49 ppm) of SWNT to 18 ml of chlorobenzene, and mix SWNT and chlorobenzene using an agate mortar. An absolute amount is not ask | required if a ratio is this grade.
(2) The solution of (1) is sonicated with an ultrasonic homogenizer for about 30 minutes.
(3) While adding ultrasonic waves to the dispersion solution of (2), add 2 g of PMMA little by little, and perform ultrasonic treatment for about 1 hour after addition. The amount of PMMA corresponds to (1). If the amount of (1) is large, the amount is increased accordingly.
(4) The dispersion solution of (3) is placed in a fluororesin petri dish and dried for about 3 days in an atmosphere heated to about 40 ° C.

クロロベンゼンは揮発性が低く、分散溶液はゆっくりと乾燥するため、シャーレに深さ1 cm以上の溶液を入れて乾燥させても、THFの時のように中が空洞化せず、厚さ1 mm以上の表面の平坦なSWNT混入PMMAを作製することが出来る。また、クロロベンゼンはTHFに比べてSWNTに対して良好な分散性を示すため、PMMA2.0 gに対してSWNTを1 mg分散させても凝集体は観測されず、一様に濃い色のSWNTが均一に混入したPMMAを作製することが出来る。なお、実施例2と同様の手法により、シラン処理剤を用いて表面処理したSWNTをMMAに分散、結合させた後、重合した材料はPMMA2.0 gに対してSWNTを2 mg分散させても凝集体は観測されず、一様に濃い色のSWNTが均一に混入したPMMAを作製することも可能である。   Chlorobenzene has low volatility, and the dispersion solution dries slowly, so even if a solution with a depth of 1 cm or more is placed in a petri dish and dried, the inside does not become hollow as in the case of THF, and the thickness is 1 mm. The above-described flat SWNT-mixed PMMA can be produced. In addition, chlorobenzene shows better dispersibility in SWNT than THF, so even if 1 mg of SWNT is dispersed in 2.0 g of PMMA, no aggregates are observed, and uniformly dark SWNTs are observed. PMMA mixed uniformly can be produced. In the same manner as in Example 2, after SWNT surface-treated with a silane treatment agent was dispersed and bonded to MMA, the polymerized material could be dispersed in 2 mg of SWNT per 2.0 g of PMMA. Aggregates are not observed, and it is also possible to produce PMMA in which uniformly dark SWSW is mixed.

ポリスチレン(PS)も、実施例3と同じクロロベンゼンを分散溶媒として用いると、良好な状態で分散する。SWNT分散PSの作製方法は以下の通りである。
(1) クロロベンゼン18 mlに1 mgのSWNTを加え、メノウ乳鉢を用いてSWNTとクロロベンゼンを馴染ませる。比率がこの程度であれば絶対量は問わない。
(2) (1)の溶液を超音波ホモジナイザーで30分の超音波処理を行う。
(3) 超音波を(2)の分散溶液に加えたまま、PS 2 gを少しずつ加え、投入後2時間の超音波処理を行う。PSの量は(1)に対応しており、(1)の量が多ければそれに応じて増やす。
(4) (3)の分散溶液をフッ素樹脂製シャーレに取り、40 ℃程度に熱した雰囲気中で、3日間乾燥させる。
このようにすると厚み1 mm以上でSWNTが均一混入したPSが作製できる。
Polystyrene (PS) is also dispersed in good condition when the same chlorobenzene as in Example 3 is used as a dispersion solvent. The production method of SWNT-dispersed PS is as follows.
(1) Add 1 mg of SWNT to 18 ml of chlorobenzene and mix SWNT and chlorobenzene using an agate mortar. An absolute amount is not ask | required if a ratio is this grade.
(2) The solution of (1) is sonicated for 30 minutes with an ultrasonic homogenizer.
(3) While adding ultrasonic waves to the dispersion solution of (2), add 2 g of PS little by little, and perform ultrasonic treatment for 2 hours after charging. The amount of PS corresponds to (1). If the amount of (1) is large, the amount is increased accordingly.
(4) The dispersion solution of (3) is placed in a fluororesin petri dish and dried for 3 days in an atmosphere heated to about 40 ° C.
In this way, a PS with a thickness of 1 mm or more and SWNT mixed uniformly can be produced.

SWNT含有プラスチックを可飽和吸収体とした受動モード同期ファイバーレーザーの構成を図3に示す。本レーザーは利得媒質1、偏波保持ファイバー2、偏波保持光アイソレーター3、CNT光学系4、光フィルター5、偏波制御素子6、偏波保持光カップラー7で構成される。さらにCNT光学系4は、コリメーター41、レンズ42、両端面を光学研磨したSWNT含有プラスチック43、Z軸可変ステージ44で構成される。   The configuration of a passively mode-locked fiber laser using a SWNT-containing plastic as a saturable absorber is shown in FIG. This laser includes a gain medium 1, a polarization maintaining fiber 2, a polarization maintaining optical isolator 3, a CNT optical system 4, an optical filter 5, a polarization control element 6, and a polarization maintaining optical coupler 7. Furthermore, the CNT optical system 4 includes a collimator 41, a lens 42, a SWNT-containing plastic 43 whose both end surfaces are optically polished, and a Z-axis variable stage 44.

利得媒質1としては、1.55μm帯に利得を持つエルビウム添加光ファイバーあるいは半導体光増幅器を使用する。フェムト秒のパルスを安定に発振させるために、共振器を偏波保持ファイバー2で構成し、偏波保持光アイソレーター3、光フィルター5を挿入する。また、SWNT含有プラスチックは偏波保持ではないので、共振器中に偏波制御素子6を挿入する。光パルスは偏波保持光カップラーを介して出力される。CNT光学系4では、Z軸可変ステージ44でSWNTへの入射光強度を数MW/cm2〜1 GW/cm2の範囲で調整することによって、最適な可飽和吸収効果を生み出す。従来報告されているスプレー法、PVAビニールへの含有法、あるいは光コネクター端面にSWNTを成長させる方法においては、任意の厚みの光学研磨は不可能であったが、本プラスチック材料は容易に任意の厚みの高精度光学研磨が実現出来ることが大きな相違点である。これにより光デバイスへの応用範囲が圧倒的に広くなる。また、サンプルの移動や屈折率・厚みの違うサンプルを挿入したときの光の接続損失を最小にするために、受光レンズ42をZ軸方向に調整できる機構(Z軸可変ステージ44)を設けることが望ましい。 As the gain medium 1, an erbium-doped optical fiber or a semiconductor optical amplifier having a gain in the 1.55 μm band is used. In order to oscillate femtosecond pulses stably, the resonator is composed of the polarization maintaining fiber 2, and the polarization maintaining optical isolator 3 and the optical filter 5 are inserted. Since SWNT-containing plastic does not maintain polarization, the polarization control element 6 is inserted into the resonator. The optical pulse is output through a polarization maintaining optical coupler. In the CNT optical system 4, the optimum saturable absorption effect is produced by adjusting the incident light intensity to the SWNT by the Z-axis variable stage 44 in the range of several MW / cm 2 to 1 GW / cm 2 . In the conventionally reported spray method, PVA vinyl content method, or method of growing SWNTs on the optical connector end face, optical polishing of any thickness was impossible, but this plastic material is easily A significant difference is that high-precision optical polishing of thickness can be realized. As a result, the range of application to optical devices is overwhelmingly widened. Also, a mechanism (Z-axis variable stage 44) that can adjust the light-receiving lens 42 in the Z-axis direction is provided to minimize the connection loss of light when moving samples or inserting samples with different refractive indexes and thicknesses. Is desirable.

溶媒中のSWNTの分散濃度を100~10,000 ppmまで変化させると可飽和の起こる割合を調整することができる。SWNTの分散状態が同じであれば、可飽和吸収体としての性能は分散濃度と厚さの積で決まる。   By changing the dispersion concentration of SWNTs in the solvent from 100 to 10,000 ppm, the rate at which saturation occurs can be adjusted. If the dispersion state of SWNT is the same, the performance as a saturable absorber is determined by the product of the dispersion concentration and the thickness.

例えば、SWNTをPMMAへ1000 ppmで分散させて、SWNT含有PMMAの厚さを0.5 mmとしたときのパルス発振特性は、濃度500 ppm・厚さ1 mmの場合と同じである。しかるに、濃度1000 ppmのSWNT含有PMMAの厚さを1 mmと厚くすると、SWNTによる吸収が大きいため、共振器内で光が発振できなくなる。さらに分散濃度を増加させると、PMMAが分散できる限界を超えるため、SWNT同士が凝集しレイリー散乱が増大する。実際に、このSWNT含有PMMAを可飽和吸収体としてレーザーの発振特性を測定すると、光パルスが発振する状態は2〜3秒しか持続できず非常に不安定になる。一方、厚さが1 mmのときに分散濃度を200 ppmに減少させると、逆にSWNTの吸収が小さ過ぎるため、パルス発振に必要な可飽和吸収効果が得られない。その結果、CW発振はするものの、パルス発振が行われない。以上の結果、パルス発振に最適な分散濃度と厚さの条件は、次式(1)で与えられる。   For example, when SWNT is dispersed in PMMA at 1000 ppm and the thickness of SWNT-containing PMMA is 0.5 mm, the pulse oscillation characteristics are the same as when the concentration is 500 ppm and the thickness is 1 mm. However, if the PMMA containing SWNT with a concentration of 1000 ppm is made as thick as 1 mm, light cannot oscillate in the resonator because of the large absorption by SWNT. When the dispersion concentration is further increased, the limit of dispersibility of PMMA is exceeded, so SWNTs aggregate and Rayleigh scattering increases. Actually, when the oscillation characteristics of the laser are measured using this SWNT-containing PMMA as a saturable absorber, the state in which the light pulse oscillates can last only for 2 to 3 seconds and becomes very unstable. On the other hand, if the dispersion concentration is reduced to 200 ppm when the thickness is 1 mm, the absorption of SWNT is too small and the saturable absorption effect necessary for pulse oscillation cannot be obtained. As a result, although CW oscillation occurs, pulse oscillation does not occur. As a result, the optimum dispersion concentration and thickness conditions for pulse oscillation are given by the following equation (1).

Figure 2007094065
Figure 2007094065

このような状況において得られた光パルスの出力波形を図5に示す。パルス幅は375 fsと狭い安定なパルスが得られている。   The output waveform of the optical pulse obtained in such a situation is shown in FIG. A stable pulse with a narrow pulse width of 375 fs is obtained.

図6(a)および(b)はSWNT含有プラスチックをコア材料として、そのまわりを光導波路を形成するためにわずかに屈折率の低い材料でクラッドをつけた導波路およびプラスチックファイバーを用いた光スイッチをそれぞれ示している。これらのデバイスは従来法では実現出来ないものである。いずれもSWNTの高速な可飽和吸収の緩和を利用したスイッチであり、信号光パルスλSに対して同期した制御光パルスλCが入射すると、制御光がない場合吸収飽和でλSは透過できないが、λCが入射すると光が高速に飽和して両者がオーバーラップするときのみλSが透過してくるものである。λSとλCは波長が同じでもよいが、異なるものに設定すれば図6(b)のような使い方ができる。波長選択フィルターはλSを透過し、λCを反射するように設計されている。これらのスイッチはフェムト秒領域においても動作する高速なものなので、超高速光スイッチとして利用できる特徴がある。バルク材料では非線形光学効果を起こすために光を焦点距離の短いレンズで集光する必要があるが、図6に示す導波型光デバイスにすると相互作用長が大幅に長くできるため低パワー動作の高効率な光スイッチが実現できる。 6 (a) and 6 (b) show an optical switch using SWNT-containing plastic as a core material, and a waveguide and plastic fiber clad with a slightly low refractive index material to form an optical waveguide therearound. Respectively. These devices cannot be realized by conventional methods. Both switches are based on the relaxation of SWNT's fast saturable absorption. When a control light pulse λ C synchronized with the signal light pulse λ S is incident, λ S cannot be transmitted due to absorption saturation when there is no control light. However, when λ C is incident, λ S is transmitted only when the light saturates at high speed and both overlap. λ S and λ C may have the same wavelength, but can be used as shown in FIG. 6B by setting different wavelengths. The wavelength selective filter is designed to transmit λ S and reflect λ C. Since these switches operate at high speeds even in the femtosecond region, they can be used as ultra-high-speed optical switches. In bulk materials, it is necessary to collect light with a lens having a short focal length in order to cause a nonlinear optical effect. However, the waveguide type optical device shown in FIG. A highly efficient optical switch can be realized.

以上詳細に説明したように、PAc、PS、PC、PEs、PU、PNBのように波長1.55 μm帯で透明なプラスチック材料にSWNTを均一に分散させることにより、光通信波長帯で問題となるOH基による吸収やレイリー散乱を抑制した低損失な可飽和吸収材料を実現することができる。またSWNT含有プラスチック材料を導波路構造にすることにより耐光損傷性を向上することができる。その結果、本材料を用いることにより、光耐損傷性が強く且つ安定なパルス発振が可能な光通信用超短光パルスレーザーや、高性能・高機能な超高速光スイッチを実現することが可能となる。本プラスチック材料は従来報告されてきたSWNT可飽和吸収材料とは異なり、容易に任意の厚みの高精度光学研磨が実現出来ることが特徴である。その結果、本材料は各種光デバイスへの幅広い応用が可能である。   As explained in detail above, by uniformly dispersing SWNTs in a transparent plastic material with a wavelength of 1.55 μm, such as PAc, PS, PC, PEs, PU, and PNB, OH becomes a problem in the optical communication wavelength band. A low-loss saturable absorbing material that suppresses absorption and Rayleigh scattering by the base can be realized. In addition, the optical damage resistance can be improved by making the SWNT-containing plastic material into a waveguide structure. As a result, by using this material, it is possible to realize ultrashort optical pulse lasers for optical communications that have strong optical damage resistance and enable stable pulse oscillation, and ultrahigh-speed optical switches with high performance and functionality. It becomes. Unlike the previously reported SWNT saturable absorbing material, this plastic material is characterized in that high-precision optical polishing with an arbitrary thickness can be easily realized. As a result, this material can be widely applied to various optical devices.

THF、クロロベンゼン、DMF、精製水の線形吸収特性Linear absorption characteristics of THF, chlorobenzene, DMF and purified water SWNTとPMMAに分子間力が働く様子Intermolecular force acting on SWNT and PMMA PSのベンゼン環とSWNTの六員環のπ電子軌道の重なりによる結合の様子Bonding of benzene ring of PS and 6-membered ring of SWNT due to overlap of π electron orbitals SWNTを可飽和吸収体とした受動モード同期ファイバーレーザーの構成Configuration of passively mode-locked fiber laser using SWNT as saturable absorber 受動モード同期レーザーからのフェムト秒光パルス出力Femtosecond optical pulse output from passively mode-locked laser SWNT含有プラスチックを可飽和吸収光導波路およびファイバーとして用いた光スイッチの構成。(a) 光導波路型、(b) 光ファイバー型Configuration of optical switch using SWNT-containing plastic as saturable absorbing optical waveguide and fiber. (a) Optical waveguide type, (b) Optical fiber type

符号の説明Explanation of symbols

1 利得媒質
2 偏波保持ファイバー
3 偏波保持光アイソレーター
4 CNT光学系
5 光フィルター
6 偏波制御素子
7 偏波保持光カップラー
41 コリメーター
42 レンズ
43 SWNT含有プラスチック
44 Z軸可変ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gain medium 2 Polarization maintaining fiber 3 Polarization maintaining optical isolator 4 CNT optical system 5 Optical filter 6 Polarization control element 7 Polarization maintaining optical coupler 41 Collimator 42 Lens 43 SWNT containing plastic 44 Z axis variable stage

Claims (5)

単層カーボンナノチューブ(SWNT)が有する光の可飽和吸収特性を安定に発現させるための光学材料作製方法において、溶剤としてクロロベンゼン(CLB)もしくはテトラヒドロフラン(THF)を用いることにより、該SWNTを透明性プラスチック材料に均一に分散させることを特徴とするSWNT可飽和吸収光学材料の作製方法。   In a method for producing an optical material for stably expressing the saturable absorption characteristic of light possessed by a single-walled carbon nanotube (SWNT), the SWNT is made of transparent plastic by using chlorobenzene (CLB) or tetrahydrofuran (THF) as a solvent. A method for producing a SWNT saturable absorbing optical material, characterized by being uniformly dispersed in the material. 前記請求項1において、クロロベンゼンあるいはテトラヒドロフラン中のSWNTの分散濃度を100〜10,000 ppmとして可飽和吸収の起こる割合を調整することを特徴とするSWNT可飽和吸収光学材料の作製方法。   2. The method for producing a SWNT saturable absorbing optical material according to claim 1, wherein the ratio of saturable absorption is adjusted by setting the dispersion concentration of SWNT in chlorobenzene or tetrahydrofuran to 100 to 10,000 ppm. 前記請求項1において、SWNTがプラスチックに均一に混ざるように該分散液(溶剤)に超音波を与え、よく撹拌した後、数十度Cに熱した雰囲気中でゆっくりと十分乾燥させることを特徴とするSWNT可飽和吸収光学材料の作製方法。   In claim 1, ultrasonic waves are applied to the dispersion (solvent) so that SWNTs are uniformly mixed with the plastic, and the mixture is thoroughly stirred and then slowly dried sufficiently in an atmosphere heated to several tens of degrees C. SWNT saturable absorbing optical material manufacturing method. 前記請求項1によって得られたSWNT可飽和吸収光学材料の両端面を光学研摩し、光材料としてレーザー共振器内部に挿入し、可飽和吸収体として利用することにより、安定してパルス発振を行うことを特徴とするパルスレーザー装置。   The both ends of the SWNT saturable absorbing optical material obtained by claim 1 are optically polished, inserted into a laser resonator as an optical material, and used as a saturable absorber, thereby stably performing pulse oscillation. A pulse laser device characterized by that. 前記請求項1のSWNT含有プラスチックをコア材とし、それよりも屈折率の低いクラッド材でコアをつつむことにより可飽和吸収光導波路を作製し、該光導波路に信号光パルスおよび同期した制御光パルスを入射することにより、信号光パルスを超高速にON-OFFする全光型光スイッチ装置。   A saturable absorption optical waveguide is manufactured by using the SWNT-containing plastic of claim 1 as a core material and sandwiching the core with a clad material having a lower refractive index than that, and a signal light pulse and a synchronized control light pulse in the optical waveguide. All-optical type optical switch device that turns signal light pulses on and off at an ultra-high speed by injecting light.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010204106A (en) * 2010-04-09 2010-09-16 Anritsu Corp Optical sampling device and optical signal quality monitor
EP2557641A4 (en) * 2010-04-09 2017-11-01 Hamamatsu Photonics K.K. Pulse fiber laser device
JP2018142001A (en) * 2018-04-25 2018-09-13 株式会社Ihi Saturable absorbing element, and laser apparatus
JP2020134552A (en) * 2019-02-13 2020-08-31 学校法人慶應義塾 Optical waveguide device, optical module, laser apparatus, and manufacturing method of the optical waveguide device
JP2022131886A (en) * 2021-02-26 2022-09-07 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 Carbon nanotube dispersion and method for producing the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001011344A (en) * 1999-06-30 2001-01-16 Nec Corp Coating and film formed using the same and their production
WO2004059806A2 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Alnaire Laboratories Corporation Optical pulse lasers
JP2005249776A (en) * 2004-02-02 2005-09-15 Toray Ind Inc Base material for optical measurement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001011344A (en) * 1999-06-30 2001-01-16 Nec Corp Coating and film formed using the same and their production
WO2004059806A2 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Alnaire Laboratories Corporation Optical pulse lasers
JP2005249776A (en) * 2004-02-02 2005-09-15 Toray Ind Inc Base material for optical measurement

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010204106A (en) * 2010-04-09 2010-09-16 Anritsu Corp Optical sampling device and optical signal quality monitor
EP2557641A4 (en) * 2010-04-09 2017-11-01 Hamamatsu Photonics K.K. Pulse fiber laser device
JP2018142001A (en) * 2018-04-25 2018-09-13 株式会社Ihi Saturable absorbing element, and laser apparatus
JP2020134552A (en) * 2019-02-13 2020-08-31 学校法人慶應義塾 Optical waveguide device, optical module, laser apparatus, and manufacturing method of the optical waveguide device
JP7309142B2 (en) 2019-02-13 2023-07-18 慶應義塾 Optical waveguide device, optical module, laser device, and method for manufacturing optical waveguide device
JP2022131886A (en) * 2021-02-26 2022-09-07 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 Carbon nanotube dispersion and method for producing the same

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