GaN系半導体の二光子吸収効果を利用した超短光パルスのリアルタイムモニターの試作

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 和田 健司 大阪府立大学, 工学部, 助手 (40240543)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 張 吉夫 株式会社応用光電研究室, 技術開発顧問 ; 堀中 博道 大阪府立大学, 工学部, 教授 (60137239)
• Keywords: 窒化ガリウム / 二光子吸収 / 超短光パルス / 自己相関測定

Research Abstract

本研究では,超短光パルスの時間幅(ピコ秒,フェムト秒領域)を見積もるために,半導体の二光子吸収を利用した自己相関器を作製することを目的としている.2年の研究期間の前半にあたる今年度は,まず,現有装置であるピコ秒パルスレーザー(Ti:sapphire)を用いて,市販の発光ダイオード(InGaN,AlGaAs)やフォトダイオード(GaP,GaAsP)の半導体素子を対象として,その二光子吸収特性を調べた.いずれの素子も入射パルスのピーク強度で1W程度まで,中心波長では740〜840nmの範囲で二光子吸収感度があることを確認した.これらの半導体素子をマイケルソン干渉計と組み合わせて行った自己相関測定では,複雑な電子回路を付加することなく,位相フリンジおよび強度相関波形を取得することに成功した.また,より簡易な測定をめざして,固定と回転機構を持つ2枚の石英板からなる小型の自己相関器を提案した.これは,回転側の石英板中を通過するパルス成分が同転角に応じた時間遅延を持つことを利用している.測定の結果,位相フリンジ自己相関波形を観測することに成功し,その際,光学系の調整が従来のマイケルソン干渉計のそれに比べ飛躍的に容易になることを確認した.