オンサイト・オンデマンド多波長レーザーチップの開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360036
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 興 雄司 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (10243908)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邉 博文 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (30363386) ; 前田 三男 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (80037910)
• Keywords: 色素レーザー / 縦励起 / 分布帰還 / ローダミン6G / 導波路

Research Abstract

レーザーを擬似的に縦励起で励起する擬似縦励起法の開発を本年度はおこなった。
・コア・サブコアを二重スピンコートで構成する技術の開発
溶媒を用いる通常めスピンコーティングではなく、モノマーを重合し、重合完了直前でスピンコートする手法で、溶媒の使用量をほぼゼロにすることで、2重の導波路構造を作成した。
・擬似縦励起法の原理検証と特性のシミュレーション
BPM法によるシミュレーションを行い、理論的に擬似縦励起が可能であることを検証した。屈折率差を薬0.005にし、サブコア導波路厚を10ミクロン程度にするなどの設計指針を得た。
・二層構造を3次元導波路化するためのリソグラフィー技術の開発
パルスエキシマーレーザー露光を利用することで、二層構造のまま、20ミクロン程度の深いエッチングを達成した。
・擬似縦励起の検証実験の実施
サブコア層からコア層へのエネルギー注入のプロファイルを評価し、実際に擬似縦励起が作用してレーザー発振が起こることを確認した。また、横励起不可能な理想的色素濃度として、2mM程度のローダミン6Gの導波路を利用し、この濃度でも導波型DFB色素レーザーの擬似縦励起発振が可能であり、且つスロープ効率が改善することをしました。
・擬似縦励起のシミュレーションと検証実験の比較を元に、設計指針の知見を得た。
特に、屈折率差の変動が特異的な励起光吸収状態の変化を生み出すことを見いだした。屈折率がわずか0.002異なるだけで、擬似縦励起における励起光の浸透する長さが10倍に変化することを計算的に見いだした。また実験に於いても、その特性を確認することに成功した。