原子の飽和吸収分光を用いた半導体レ-ザの高速変調時における波長安定化

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02805038
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 榛葉 實 新潟大学, 工学部, 教授 (30162803)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 孝 新潟大学, 工学部, 助教授 (10143752)
• Keywords: 半導体レ-ザ / 波長安定化 / 矩形周波数変調 / 吸収分光

Research Abstract

本年度はルビジュウムの吸収線を波長の基準とし、矩形周波数変調時における800nm帯の半導体レ-ザの発振波長の安定化と周波数確度の改善を目指して研究を行った。今回用いたピ-クホ-ルド方式は平成元年度までに無変調時よりも高い安定度が達成されているので、本年度は変調パルス信号のデュティレシオを変えたときの安定化を行い、より一般的な変調条件での安定度の検討を行った。その際、半導体レ-ザの注入電流に直接矩形変調信号を入力しても、半導体レ-ザの温度変動効果により、発振周波数は矩形には変調されない。本研究では、これを簡単な回を付加することで改善することに成功した。
1.ピ-クホ-ルド方式では従来方式に比べ、矩形変調のデュティレシオの安定度への影響は小さく、その有効性が確認された。
2.安定化の波長基準は変調を印加することにより変化する可能性が従来方式では存在する。そこでこの点に関して実験を行い、ピ-クホ-ルド方式ではより確かな安定化点への安定化が実現できていることを確認した。
3.矩形変調信号で直接半導体レ-ザを変調する代わりに簡単な回路を付加することで、より完全な周波数変調に近い変調を実現し、安定化の実験を行い、周波数確度の改善に成功した。
今回は、ピ-クホ-ルド方式の検討を優先させた為、飽和吸収分光を用いた安定化は行えなかった。しかし、新しい安定化の方式を開発できたことは大きな成果であったと考える。今後は更に変調周波数を高くするとともに安定度の向上を目指し、当初計画していた飽和吸収分光を用いた安定化を行う。更に、1.5nm帯へピ-クホ-ルド方式を発展させる研究を進める予定である。

Research Products

• [Publications] 斉藤 敏紀: "半導体レ-ザにおける周波数安定度の直接FSK変調パルス幅依存性" 電子情報通信学会論文誌CI. J73ーCーI. 462-464 (1990)
• [Publications] 佐藤 孝: "半導体レ-ザ-の原子の吸収線を用いた波長安定化" レ-ザ-研究. 18. 782-788 (1990)
• [Publications] 上野 隆: "飽和吸収分光におけるファラデ-効果を用いた半導体レ-ザの周波数安定化" 平成2年度電子情報通信学会信越支部大会 論文番号81. (1990)
• [Publications] 二瓶 靖厚: "半導体レ-ザの直接FSK変調時における周波数安定度と周波数確度" 平成2年度電子情報通信学会信越支部大会 論文番号82. (1990)
• [Publications] 上野 隆: "ファラデ-効果を用いた飽和吸収分光信号による半導体レ-ザ-の周波数安定化" 電子情報通信学会光・量子エレクトロニクス研究会. (1991)
• [Publications] 二瓶 靖厚: "半導体レ-ザの直接変調時における周波数安定度と周波数確度" 電子情報通信学会光・量子エレクトロニクス研究会. (1991)
• [Publications] 佐藤 孝: "Accuracy of a Stabilized Frequency of a Semiconductor Laser under Direct Modulation" Conference on the ElectroーOptics(CLEO'91). (1991)
• [Publications] 佐藤 孝: "Frequency Stabilization Methods of a Semiconductor Laser under Direct Frequency Shift Keying" IEEE Journal of Quantum Electronics. (1991)