千葉大ら，cmスケールの螺旋ファイバーを作製

千葉大学と英セントアンドリュース大学の研究グループは，光渦の安定した空間伝搬を可能にする「螺旋ポリマーファイバー」を，先行研究より100倍以上長いセンチメートルスケールで創成することに世界で初めて成功した（ニュースリリース）。

より大容量・高速の通信を実現する手段として，光渦を利用した次世代光通信が注目されている。複数の光渦にデータを幾重にも重ねることで，100Tb/sを超える大容量高速通信ができるとされている。

しかし，光渦を安定して空間伝搬できる実用的なファイバーの作製方法は未だ確立されていない。これまでの研究で作製されたファイバーの長さはマイクロメートルスケールが最大であり，実用化には多くの課題が残されていた。

実験は波長532nmのレーザーを用いた。螺旋型位相板と円錘レンズを用いて発生させた非回折光渦（1次ベッセルビーム）を開口数0.4，倍率20の顕微鏡対物レンズを用いて光硬化性樹脂中に照射した。焦点距離が長い非回折光を用いることで，長尺螺旋ファイバーを容易に作製することができる。

作製したファイバーの一例（長さ5.8mm，ファイバー直径~6μm，螺旋のねじれの間隔 平均250μm）では，レーザーのパワー0.75W，露光時間15秒で形成された。

この実験では，「光導波路自己形成」という自己組織化現象を利用している。光硬化性樹脂は光硬化と同時に屈折率が上昇し，光を閉じ込めるレンズのように振舞う。その結果，光は硬化した樹脂中を回折することなく安定に伝播すると同時に，さらに光硬化を促進し，樹脂がファイバーへと成長する。

非回折でない通常の光渦（LG：ラゲールガウスビーム）と非回折光渦（BB）で作製したファイバーの透過光パターンを比較すると，非回折ではない通常の光渦でファイバーを作製した場合，ファイバーが形成されるとともに（時間経過とともに）透過光のパターンは急激に劣化して，最終的には原形をとどめないランダムな散乱光になってしまう。一方，非回折光渦でファイバーを作製すると，ファイバーからの透過光は，時間経過によらず円環状を保つ。

また，形成されたファイバーは螺旋を描いているが，これは非回折光渦の軌道角運動量が転写されてファイバーが捩じれたことによる。

今回作製したセンチメートルスケールの螺旋ファイバーの光伝播性能は良好であることも確認した。この成果により創成された「長尺螺旋ポリマーファイバー」は，光渦を安定して伝搬できる光ファイバーの実用化に向けた大きなステップだとしている。