多モードレーザのダイナミクスとその応用に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455040
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 大塚 健樹 東海大学, 工学部, 教授 (60266369)
• Keywords: 多モードレーザ / 共振器内第2高調波発生 / 反位相状態 / カオス的遍歴 / クラスタリング / グル-ピングカオス / 種パルス注入法 / 還流解析

Research Abstract

1.多モードレーザのダイナミクスの還流解析と特徴づけ 変調された多モードレーザ(非自律系)および共振器内第2高調波発生レーザ(自律系)を対象として大域的結合非線形系で頻繁に観測されている、階乗的に共存する反位相周期状態の崩壊のシナリオを解析し、制御変数の変化に対する分岐図が得られた。反位相状態が壊れて大域的カオスに至る過程で出現する『カオス的遍歴』、『クラスタリング』現象を利得・強度還流および前発振モード間の強度相関を取り入れた“大域的強度還流"を新たに導入し、これら複雑系のジェネリック・ダイナミクス発現の物理過程を解明し得た。また、『グル-ピングカオスと協同的同期』現象を発見し、還流解析によりその発現の起源を明らかにした。
2. INJECTION SEEDING法による階乗的時空パターンメモリ 『種光パルス注入法』を上記2つのレーザ系に適し、微少種光パルス注入により、階乗個((N-1)!: Nは発振モード数)共存する反位相周期状態の任意のパターンを選択励起・記憶する動作をシュミレーションにより確認し、システムサイズ依存性を解明した。
3. LD励起固体レーザの実験系の立ち上げ 誘電体多層膜反射鏡付マイクロチップLNP固体レーザを作製し、アルゴンレーザならびに半導体レーザ励起による発振を確認し、出力波形の観測系を構築した。多モードレーザにおけるモードごとのパワースペクトルと総合出力のパワースペクトル間の普遍関係を解析的に導き、LNPレーザで実験的に検証した。

Research Products

• [Publications] Kenju Otsuka: "Dynamical characterization of globally coupled optical systems" Quantum and Semiclassical Optics. 7. 461-466 (1995)
• [Publications] Paul Mandel: "Two-mode laser power spectra" Physical Review Letters. (印刷中). (1996)