Low-threshold optical gain and high-speed optical nonlinearity in low-dimensional semiconductor lasers

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Optical science of dynamically correlated electrons in semiconductors
• Project/Area Number: 20104004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 秋山 英文 The University of Tokyo, 物性研究所, 教授 (40251491)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Keywords: 半導体物性 / 高性能レーザー / 量子閉じ込め / MBE、エピタキシャル / 量子細線

Research Abstract

本研究では、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次元量子井戸を用いて、高品質かつ高度に制御された低次元半導体レーザーを構成し、クリーン低次元電子正孔系の光学応答における多体動的電子相関効果を、電子および正孔の濃度、キャリア温度、光子系との結合を精密に評価・制御しつつ調べ、多様な動的電子相関相、光学応答特性、それらを制御して得られる新しい光機能などを探索し理解することを主目的としている。さらに、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・非線形光学効果の研究を進め、動的電子相関効果が高速現象・高速デバイス動作や非線形光学効果にいかなる寄与をするかを抽出し、理解制御する。

Research Products

• [Journal Article] Coulomb-modulated gain spectra in current-injection T-shaped quantum-wire lasers (2011)
  • Author(s): M.Okano, M.Yoshita, H.Akiyama, P.Huai, T.Ogawa, L.N.Pfeiffer, K.W.West
  • Journal Title: Phys.Status Solidi C Pages: 20-23
• [Journal Article] A high-peak-power UV picosecond light pulse source based on a gain-switched 1.55 μm laser diode and its application for time-resolved spectroscopy of blue-violet materials (2010)
  • Author(s): Aya Sato, Shunsuke Kono, Kyosuke Saito, Kiichi Sato, Hiroyuki Yokoyama
  • Journal Title: Optics Express 18 Pages: 2522-2527
• [Journal Article] Thermal-equilibrium relation between the optical emission and absorption spectra of a doped semiconductor quantum well (2009)
  • Author(s): Toshiyuki Ihara, Shun Maruyama, Masahiro Yoshita, Hidefumi Akiyama, Loren N.Pfeiffer, Ken W.West
  • Journal Title: Phys.Rev.B 80 Pages: 033307
• [Journal Article] Mode-locking of a GaInN semiconductor laser with an internal saturable absorber (2009)
  • Author(s): Masahiro Yoshita, Masaru Kuramoto, Masao Ikeda, Hiroyuki Yokoyama
  • Journal Title: Applied Physics Letters 94 Pages: 061104
• [Journal Article] 高機能ピコ秒半導体レーザによる多光子バイオイメージング (2009)
  • Author(s): 横山弘之
  • Journal Title: オプトロニクス No.336 Pages: 54-58
• [Presentation] Short pulse generation by gain switching in In GaAs QW ridge Laser under optical pumping (2011)
  • Author(s): Shaoqiang Chen, Masahiro Yoshita, Toshimitsu Mochizuki, Hidefumi Akiyama, Hiroyuki Yokoyama
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • Year and Date: 20110325-20110328
• [Presentation] 磁場印加下におけるT型量子細線の発光励起スペクトル測定 (2011)
  • Author(s): 岡野真人, 秋山英文, 金光義彦, Loren Pfeiffer, Ken West (京大化研, 東大物性研, Princeton Univ.)
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • Year and Date: 20110325-20110328
• [Presentation] 世界初100ワット出力青紫色超短パルス半導体レーザーの共同開発 (2011)
  • Author(s): 熊谷修, 横山弘之
  • Organizer: 第3回東北大学国際産学連携シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京 招待講演
  • Year and Date: 20110300
• [Presentation] Development of highly functional semiconductor lasers and application for nonlinear-optic imaging and processing (2010)
  • Author(s): Hiroyuki Yokoyama
  • Organizer: School of EEE Nanyang Technological University IEEE Photonics Society Singapore Chapter Seminar
  • Place of Presentation: Singapore(invited)
  • Year and Date: 20101200
• [Presentation] 半導体量子細線における一次元電子正孔光学利得の静的遮蔽相互作用形状依存性 (2010)
  • Author(s): 吉田正裕, 岡野真人, 秋山英文, 懐平, 小川哲生(東大物性研, 京大化研, 上海応物研, 阪大院理)
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • Year and Date: 20100325-20100328