Development of localized mode control method using external magnetic field

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05290
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
• Research Institution: Hokkai-Gakuen University
• Principal Investigator: Fujiwara Hideki 北海学園大学, 工学部, 教授 (10374670)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ランダムレーザー / 局在場 / 磁場応答

Outline of Final Research Achievements

I have proposed a method for fabricating externally-modulated GaN surface roughness random lasers using a laser-induced surface roughness formation method. I have succeeded in not only minimizing their threshold value under certain fabrication conditions but also observing a change in laser oscillation intensity depending on the strength of the applied external magnetic field, indicating that switching operation is possible. We also studied the response to external stimuli other than magnetic fields and succeeded in switching the behavior of a random laser using the insulator-metal phase transition of VO2 particles induced by laser heating. Furthermore, we have proposed a new random laser fabrication method using plasma etching technique, which enables external modulation and electrical drive.

Free Research Field

応用光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ランダムレーザーは強度ムラの無い新規な光源として全視野イメージングやセンサー、殺菌用光源として幅広い応用が期待されているが、構造のランダムさのために電気駆動化やモード制御が困難であるといった問題がある。これに対し本研究では、レーザープロセス技術の応用により、磁場や熱などの外部刺激により外部変調可能なランダムレーザーの作製手法の開発に成功した。本成果は、外部変調可能なランダムレーザーを簡便・安価に作製する新規手法を提供し、ランダムレーザーの応用・装置実装に向けた一歩となると期待される。