2012 Fiscal Year Annual Research Report
ロイドのミラー干渉を利用した半導体レーザのビーム整形に関する研究
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22560043
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| Research Institution | Okayama Prefectural University |
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Principal Investigator |
福嶋 丈浩 岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (00264911)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 半導体レーザ / ビーム整形 / 光結合系 / ロイドのミラー干渉 |
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| Research Abstract |
半導体レーザ，反射基板，屈折率分布型レンズ，光ファイバで構成されるコンパクトな光結合系を提案するとともに結合効率を計算した．レーザの発振波長は640 nmとし，ビームスポットサイズは市販のレーザの値を用いた．反射基板の反射率は100%とし，屈折率分布型レンズは直径２ mmのSelfoc Lens Wideタイプとした．光ファイバはモードフィールド径４ミクロンの単一モード光ファイバとした．レーザからレンズまでの距離，レンズピッチ，レンズの配置角度を最適化した結果，整形されたビームが光ファイバに結合する割合は，最大で95 %と見積もられた．また，レンズの配置角度に対する3dBトレランスは垂直方向で9.0°，水平方向で9.5°となり，裕度が大きいことが示された．
次に，市販の光学部品を用いて光結合系を構成して結合効率を評価した．実験には，640 nm帯の赤色半導体レーザ，鏡面研磨を施したGaAs基板，コリメートレンズと集光レンズ（焦点距離14.5 mm，N.A. 0.276），グレーデッドインデックス型マルチモード光ファイバ（コア径62.5ミクロン）を使用した．光ファイバに結合できた光パワは，半導体レーザの光出力の 33 %であり，大きな損失が生じた．最も大きい損失（46%）は，ビーム整形によるパワの低下でる．これは，半導体レーザとGaAs基板の隙間や基板における光吸収による損失であると推測される．次に大きな損失（14.5%）は，光ファイバの結合損失である．これは，光ファイバの端面における反射やレンズ系のパラメータが十分に最適化されていないことが原因であると考えられる．残りの損失（6.5%）は，コリメートレンズにおける損失である．結合効率を改善する方法として，ドライエッチング技術を用いてレーザと基板ミラーをモノリシックに製作することやレンズ系を最適化することが考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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