2012 Fiscal Year Annual Research Report
低次元半導体レーザーの低しきい値光学利得と高速光非線形性
| Project Area | Optical science of dynamically correlated electrons in semiconductors |
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| Project/Area Number |
20104004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40251491)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 弘之 東北大学, 学内共同利用施設等, 教授 (60344727)
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| Project Period (FY) |
2008-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 高速非線型 / 高性能レーザー / 量子閉じ込め / ＭＢＥ / 量子細線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
へき開再成長法により界面品質や構造均一性が著しく高く非常にシャープな発光線幅を有する半導体１次元量子細線および2 次元量子井戸と、変調ドーピング・ゲート電極・光導波路・光共振器などのデバイス構造を立体的に組み合わせた、高品質かつ高度に制御された低次元半導体レーザーの作製と評価を行い、非線型利得の物理を解明する研究を進めた。中でも、T型量子細線を5本だけ含む半導体レーザー構造試料に対して、端面への高反射率誘電体多層膜コーティングを行い、電流注入による低しきい値レーザー発振に成功した。また、本科研費で立上げを行ったMBE装置を用いて、縦型光励起を行うためのダブルコアスラブ導波路量子井戸半導体レーザー構造を開発して、発振させることに成功した。
超高密度励起下における半導体量子井戸レーザーの非線形現象・非線形光学効果研究として、利得スイッチングの実験を代表者と分担者が共同で進めた。InGaAs系1030nm帯光励起量子井戸レーザーやGaAs系800nm帯の光励起量子井戸レーザーについて、光励起利得スイッチによる短パルスのスペクトルスライスにより短波長側と長波長側の時間波形の違いを正確に評価し、実際的なパラメータを用いたレート方程式理論、マックスウエル・ブロッホ方程式理論、マックスウェル・半導体ブロッホ方程式理論を用いた理論による解析と比較して、現象の理解を確立した。1550 nmDFBシングルモードレーザーダイオード試料の電気励起により、5ps以下のフーリエ限界短パルス発生を達成した。さらに、スペクトル広がりやチャープ特性を評価し、上記の理論を用いて現象の理論的解釈を確立した。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Electrical and Optical Properties of GaNAs/GaAs MQW p-i-n Junctions2012
Author(s)
K. Arimoto, M. Shiraga, H. Shirai, S. Takeda, M. Ohmori, H. Akiyama, T. Mochizuki, K. Yamaguchi, H. Miyagawa, N. Tsurumachi, S. Nakanishi, and S. Koshiba
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Journal Title
Transactions of the Materials Research Society of Japan
Volume: 37
Pages: 193-196
Peer Reviewed
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