論文 - 石榑　崇明

Brillouin Gain Spectrum Characteriza-tion in Perfluorinated Graded-Index Polymer Optical Fiber with 62.5-μm Core Diameter

水野 洋輔，石榑 崇明，中村健太郎

IEEE Photon. Technol. Lett., （IEEE）  23 （ 24 ） 1863-1865 2011年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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We characterize the Brillouin gain spectra (BGS) in perfluorinated graded-index polymer optical fibers (PFGI-POFs) with 62.5-μm core diameter. First, we show that the Stokes power is extremely high compared to that of a standard PFGI-POF with 120-μm core, and discuss the Brillouin threshold power. Then, we demonstrate that the PFGI-POF length has little influence on the BGS when the length is longer than 50 m. We also predict that, at 1.55-μm wavelength, it is difficult to reduce the Brillouin threshold power of PFGI-POFs below that of long silica single-mode fibers even if their core diameter is sufficiently reduced to satisfy the single-mode condition. Finally, we confirm the Brillouin linewidth narrowing effect.

Fabrication and inter-channel crosstalk analysis of polymer optical waveguides with W-shaped index profile for high-density optical interconnections

徐祥瀚，廣部佑介，石榑 崇明

Optics Express （Optical Society (OSA)）  19 （ 15 ） 14018-14030 2011年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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放物線状のGI型屈折率分布の外周部に屈折率の溝を設けた「W型屈折率分布」個を有するポリマー光導波路を試作し，その「低クロストーク特性」に関し，理論面実験面から行った解析結果を示した論文である．クラッドモードからコアモードへの再結合（モード変換）を低減することで，GI型導波路に比べても低クロストーク化が実現された．

Observation of stimulated Brillouin scattering in polymer optical fiber with pump-probe technique

水野　洋輔，岸，保立　和夫，石榑 崇明，中村　健太郎

Optics Letters （Optical Society （OSA)）  36 （ 12 ） 2378-2380 2011年06月

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Stimulated Brillouin scattering (SBS) in a perfluorinated graded-index polymer optical fiber (POF) with 120 μm
core diameter was experimentally observed for the first time, to the best of our knowledge, at 1:55 μm wavelength
with the pump–probe technique. Compared to spontaneous Brillouin scattering previously reported, the Brillouin
gain spectrum (BGS) was detected with an extremely high signal-to-noise ratio, even with a short POF (1m) and
scrambled polarization state. We also investigated the BGS dependences on probe power and temperature, which
indicate that SBS in a POF measured with this technique can be utilized to develop high-accuracy temperature
sensing systems.

GI-core polymer parallel optical waveguide with high-loss, carbon-black-doped cladding for extra low inter-channel crosstalk

宇野　久　/　石榑 崇明

Optics Express （Optical Society (OSA)）  19 （ 11 ） 10931-10939 2011年05月

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屈折率分布型コアポリマー並列光導波路に関する学術誌論文である．光導波路のクラッド部に，光吸収性の高いカーボンブラック粒子を添加することにより，屈折率分布型ポリマー光導波路の利点である「低クロストーク特性」をさらに向上できることを実験的に示した論文である．既存の光導波路構造では，コア部の吸収損失が増大してしまうため，本法を用いることはできなかった．

Polymer optical waveguide with multiple graded-index cores for on-board interconnects fabricated using soft-lithography

石榑 崇明 / 新田陽介

Optics Express （Optical Society (OSA)）  18 （ 13 ） 14191-14201 2010年06月

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We successfully fabricate a polymer optical waveguide with
multiple graded-index (GI) cores directly on a substrate utilizing the softlithography method. A UV-curable polymer (TPIR-202) supplied from Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. is used, and the GI cores are formed during the curing process of the core region, which is similar to the preform process we previously reported. We experimentally confirm that near
parabolic refractive index profiles are formed in the parallel cores (more than 50 channels) with 40 μm x 40 μm size at 250-μm pitch. Although the loss is still as high as 0.1 ~0.3 dB/cm at 850 nm, which is mainly due to scattering loss inherent to the polymer matrix, the scattering loss attributed to the waveguide’s structural irregularity could be sufficiently reduced by a graded refractive index profile. For comparison, we fabricate step-index (SI)-core waveguides with the same materials by means of the same process. Then, we evaluate the inter-channel crosstalk in the SI- and GI-core waveguides under almost the same conditions. It is noteworthy that remarkable crosstalk reduction (5 dB and beyond) is confirmed in the GI core waveguides, since the propagating modes in GI-cores are tightly confined near the core center and less optical power is found near the core-cladding boundary. This significant improvement in the inter-channel
crosstalk allows the GI-core waveguides to be utilized for extra high-density on-board optical interconnections.

High-density channel alignment of graded index core polymer optical waveguide and its crosstalk analysis with ray tracing method

徐 祥瀚 / 石榑 崇明

Optics Express （Optical Society (OSA)）  18 （ 13 ） 13368-13378 2010年06月

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We fabricate graded index (GI) multi-channel polymer optical
waveguides comprised of poly methyl methacrylate(PMMA)-poly benzyl methacrylate copolymer for the purpose of achieving high thermal stability
in the GI profiles. The waveguides obtained show slightly higher propagation loss (0.033 dB/cm at 850 nm) than doped PMMA based GI core polymer waveguides we have reported, due to the excess scattering loss inherent to the mixture of copolymer and homo-polymer in the core area. In this paper, we focus on the influence of the excess scattering loss on mode conversion and inter-channel crosstalk. We simulate the behavior of light propagating inside the core with and without the scattering effect.
Using the simulation, the excess loss experimentally observed in the copolymer-core waveguide is successfully reproduced, and then, we find that the excess scattering loss of 0.008 dB/cm could increase the inter channel crosstalk from −30 dB to −23 dB which agrees with the
experimentally observed value. Although the simulation of the inter channel crosstalk was performed only on our GI-core polymer optical waveguides, it is capable of modeling the conventional SI rectangular-core waveguides. Some amount of excess scattering is generally observed in the conventional SI-core waveguides, and thus, the application of this simulation to SI-core waveguides allows a feasible design for high-density alignment of the waveguides.

Carbon Nanotube-Doped Polymer Optical Fiber

内田　翔，マルチネス　アモス，ソン　ヨンドン，石榑 崇明，山下真司

Optics Letters （Optical Society (OSA)）  34 （ 20 ） 3077-3079 2009年10月

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Polymer parallel optical waveguide with graded-index rectangular cores and its dispersion analysis

小杉友哉，石榑 崇明

Optics　Express （Optical Society (OSA)）  17 （ 18 ） 15959-15968 2009年08月

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High-Density 2 X 4 Channel Polymer Optical Waveguide with Graded-Index Circular Cores

武吉　祐佑，石榑 崇明

Journal of Lightwave Technology （IEEE/OSA）  27 （ 14 ） 2852-2861 2009年

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Fabrication of Carbon nanotube poly-methyl-methacrylate composites for nonlinear photonic devices

アモス　マルチネス / 内田翔 / ヨンウォン　ソン / 石榑崇明,　山下真司

Optics Express （Optical Society of America）  16 （ 15 ） 11337-11343 2008年07月

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ポリマー材料を母材とし，カーボンナノチューブ(CNT)の光過飽和吸収特性を利用した光学デバイスの提案を行った論文である．PMMAをポリマー母材とし，芳香族系低分子材料を加えることで，CNTの分散性向上が見られ，実際にCNTを分散したPMMAスラブ素子により，受動モード同期素子としての特性を観測することに成功した．

Polymer Parallel Waveguide with Circular W-shaped Index Profile Cores

武吉佑祐 / 石榑 崇明

IEEE Photonics Technology Letters （IEEE）  19 （ 22 ） 1795-1797 2007年11月

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屈折率分布型円形コアを有するポリマー並列光導波路のコア部のみに全重水素化PMMAを用いることで，極めて低損失光導波路が作製された．また，屈折率分布も放物線状ではなくW型形状となり，この屈折率分布形状によって，チャネル間クロストークを大きく低減できることを明らかにした．

Densely Aligned Multichannel Polymer Waveguide With Low Inter-Channel Crosstalk

武吉　佑祐　/　石榑 崇明

IEEE Photonics Technology Letters （IEEE）  19 （ 19 ） 1430-1432 2007年10月

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屈折率分布型円形コアを有するポリマー並列導波路は，従来の均一屈折率コア型導波路に比べて，屈折率分布によりコア部への光の閉じ込め効果が強く，従って，より高密度に並列配線を施しても，チャネル間のクロストークが十分に低減できることを実験的に明らかにした．また，コア部への光の入射位置ずれに対しても許容が大きく，低クロストークを保てることを確認した．

Polymer waveguide with 4-channel graded-index circular cores for parallel optical interconnects

石榑 崇明　/ 武吉 祐佑

Optics Express （Optical Society of America）  15 （ 9 ） 5843-5850 2007年04月

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ハイエンドルータやサーバ，HPCなどの筐体内光インターコネクションを実現する低損失で高密度・高速伝送ポリマー並列光導波路を初めて提案した論文である．従来型のポリマー導波路は半導体プロセスによる作製法をベースとしているため，コア部が矩形で均一屈折率コアを有するが，本提案の導波路は，円形で屈折率分布型コアを有する．このため，従来導波路に比べ，十分な低損失性と広帯域性，さらに，強いコア部への光閉じ込め効果を有することを示した．

Propagating Mode Analysis and Design of Waveguide Parameters of GI POF for Very Short-Reach Network Use

大床　国広，石榑 崇明，小池康博

IEEE Photonics Technology Letters （IEEE）  17 （ 1 ）  2005年01月

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High-Bandwidth Plastic Optical Fiber with W-Refractive Index Pro-file

石榑 崇明,遠藤英樹,大床国広, 小池康博

IEEE Photonics Tech-nology Letters （IEEE）  16 （ 9 ） 2081-2083 2004年09月

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これまでの放物線状の屈折率分布の外周に屈折率の溝を設けたW型の屈折率分布により、さらにPOFの伝送帯域を向上できることを理論的・実験的に明らかにした初の速報。

A Large-Core, High-Bandwidth Graded-Index Plastic Optical Fiber with High Mechanical Flexibility that Enables an Easy Installation of Optical Data Links: 1

#H石榑 崇明、平井美季、佐藤真隆、小池康博

Journal of Applied Polymer Science 91 （ 1 ） 404-409 2004年01月

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A Large-Core, High-Bandwidth Graded-Index Plastic Optical Fiber with High Mechanical Flexibility that Enables an Easy Installation of Optical Data Links: 2

石榑 崇明、平井　美季、佐藤　真隆、小池　康博

Journal of Applied Polymer Science 91 （ 1 ） 410-416 2004年01月

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High-Bandwidth Graded-Index Plastic Optical Fiber Enabling Power Penalty-Free Gigabit Data Transmission

石榑 崇明、牧野建志、田中奨、小池康博

IEEE Journal of Lightwave Technology 21 （ 11 ） 2923-2930 2003年11月

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Data transmission over polymer op-tical fibers

Monroy TI, Boom HPAV, Koonen AMJ, Khoe GD, 渡邊勇仁, 小池康博,石榑 崇明(/)-#HR

Optical Fiber Technology 9 （ 3 ） 159-171 2003年07月

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Graded-Index Polymer Optical Fiber with High Temperature and High Humidity Stability

石榑崇明、佐藤真隆、近藤篤志、月森康之、小池康博

IEEE Journal of Lightwave Technology 20 （ 10 ） 1815-1825 2002年10月

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これまで提案してきたPMMA系GI型POFの高温高湿下での伝送損失の安定性を高めた点についての報告である。PMMAと同程度の親水性・疎水性を有する低分子どーパントを適切に設計し、さらに適切な濃度を選択することにより、70oC、80%相対湿度での伝送損失上昇を抑制することに成功した。