1.0 μmおよび1.5 μmの二波長レーザーは、コヒーレント光通信、二色顕微鏡、多モーダルバイオセンサーなどの分野で重要な応用を持っています。しかし、従来の単芯共添加光ファイバーは、希土類イオン間のエネルギー伝達競合および利得結合のため、二つの波長帯の独立した発光制御を実現することが困難です。これらの問題に対処するため、本論文では空間分割戦略に基づく双芯構造光ファイバーを提案し作製しました。Yb³⁺単一添加領域とYb³⁺/Er³⁺共添加領域をそれぞれ独立した二つのファイバー芯に配置し、構造的にイオン間のエネルギー伝達競合を効果的に抑制し、1.0 μmおよび1.5 μmの二波長発光の独立制御を実現しました。シリケートガラスの成分を最適化し、分子動力学シミュレーション解析と組み合わせて、高希土類濃度レーザーガラスを作製しました。これに基づき、二芯チューブプリフォーム法でYb³⁺単一添加およびYb³⁺/Er³⁺共添加二芯光ファイバー（以下、Yb-EY-DCF）を作製しました。二つのファイバー芯はコンパクトに配置され、ポンプ効率を確保し、物理的隔離により二つの波長帯の独立した成分最適化を可能にします。実験結果は、この空間分割設計が従来の共添加方式における濃度消光とエネルギー伝達効率の矛盾を効果的に回避し、単一の976 nmポンプ励起下で二波長発光を同時に得られることを示しました。このYb-EY-DCFは、1.0 μmおよび1.5 μmの二波長光ファイバーレーザーまたは光増幅器への応用が期待され、特に二つの波長帯の独立制御や特定の出力比率が必要な応用に適しています。

シリケートガラス;二芯光ファイバー;空間分割;独立制御;二波長発光