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2009 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ磁性フォトニック結晶を用いた高出力マイクロチップレーザ用Qスイッチの開発

Research Project

Project/Area Number 09J07394
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

後藤 太一  Toyohashi University of Technology, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)

Keywords磁性フォトニック結晶 / 共振器レーザー / デュアルキャビティー構造 / Nd:GdVO4結晶 / Qスイッチ / マトリクスアプローチ法 / 磁気光学効果 / 近赤外波長
Research Abstract

ナノ磁性フォトニック結晶をレーザー共振器のQスイッチへと応用する目的で、1:Qスイッチに最適なナノ磁性フォトニック結晶の構造探査、2:共振器レーザー光学系の組み立て及び磁気光学効果によるオプティカルスイッチング動作の確認を行った。
1、本研究は、大きな出力光が得られ安価な材料が多い近赤外光を用いる。この波長域において磁気光学材料は吸収が無いことから、スイッチング材料として有望なのであるが、磁気光学効果は極めて小さい。そこで、吸収をゼロとしたまま磁気光学効果の増大が可能なナノ磁性フォトニック結晶を用いた。今まで1つであったナノ磁性フォトニック結晶のキャビティーを2つとし、モードカップリングされた構造(デュアルキャビティー構造)を、マトリクスアプローチ法を用いて探査した結果、高い透光性を有したまま大きな磁気光学効果が得られるという知見が得られた。本計算結果に基づき、まずは原理実証用の単純な構造の試料を設計し、デュアルキャビティー構造の作製を行った。作製した試料の磁気光学及び光学特性の評価結果を解析したところ、ナノ磁性フォトニック結晶に必要な定量的な膜厚制御精度を明らかにできた。また、熱処理による2つのキャビティー間での不均衡が磁気光学効果の低下に大きく関係することが分かった。
2、レーザー共振器のQスイッチ動作を確認する目的で、レーザー共振器光学系の構築を行った。Nd:GdVO4結晶を波長808nmのポンプ光で励起し波長1064nm発振させレーザー共振器としての動作を確認した。また、バルクのBi:YIG結晶を用意し電磁石によって磁化を制御することで、1:8000という非常に大きなスイッチングレートを得ることができた。ON時の透過率は非常に高く、スイッチング素子として他の効果を利用した素子と同等の機能を有することを明らかにした。

  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Faraday rotation of a magnetophotonic crystal with the dual-cavity structure2010

    • Author(s)
      Taichi Goto
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 107

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetophotonic crystals : new approaches to greatly modify magneto-optical spectra2010

    • Author(s)
      SeungMin Baek, Taichi Goto
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 107

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photonic Tamm structures utilizing Au sponges : fabrication and optical responses2010

    • Author(s)
      Kohei Kawasaki, Taichi Goto
    • Organizer
      META'10, 2nd International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • Place of Presentation
      Cairo, Egypt
    • Year and Date
      2010-02-22
  • [Presentation] Magneto-and multiferroic photonics and their application to spatial light modulators2010

    • Author(s)
      M.Inoue, T.Goto
    • Organizer
      META'10, 2nd International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • Place of Presentation
      Cairo, Egypt
    • Year and Date
      2010-02-22
  • [Presentation] マルチフェロイックフォトニック結晶と空間光変調器への応用2010

    • Author(s)
      後藤太一
    • Organizer
      第6回 豊橋技術科学大学 産官学交流シンポジウム2010
    • Place of Presentation
      豊橋
    • Year and Date
      2010-02-08
  • [Presentation] Optical Modulate Functionality of the Multiferroic Photonic Crystals2010

    • Author(s)
      後藤太一
    • Organizer
      日本磁気学会 光と磁気のシナジー技術
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-01-29
  • [Presentation] Faraday rotation of a magnetophotonic crystal with the dual-cavity structure2010

    • Author(s)
      Taichi Goto
    • Organizer
      IEEE THE 11TH JOINT MMM-INTERMAG CONFERENCE
    • Place of Presentation
      Washington D.C., USA
    • Year and Date
      2010-01-19
  • [Presentation] Magnetophotonic crystals : new approaches to greatly modify magneto-optical spectra2010

    • Author(s)
      Baek SeungMin, Taichi Goto
    • Organizer
      IEEE THE 11TH JOINT MMM-INTERMAG CONFERENCE
    • Place of Presentation
      Washington D.C., USA
    • Year and Date
      2010-01-19
  • [Presentation] Magneto-optical Spatial Light Modulator driven by electric field2009

    • Author(s)
      Taichi Goto
    • Organizer
      IWHM & D 2009
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2009-12-04
  • [Presentation] ENHANCED FARADAY ROTATION DUE TO OPTICAL TAMM STATE IN VARIOUS 1D MAGNETOPHOTONIC CRYSTALS2009

    • Author(s)
      Taichi Goto
    • Organizer
      IEEE Magnetics Society 2009 Summer School
    • Place of Presentation
      Nanjing, China
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] The Surface of Manetophotonic Crystal can Determine its Faraday Rotation2009

    • Author(s)
      Taichi Goto
    • Organizer
      MORIS2009
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市
    • Year and Date
      2009-06-16
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tut.ac.jp/news/100115-556.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://www.spin.ee.tut.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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