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2014 Fiscal Year Annual Research Report

大容量光伝送・光情報処理における出射ビーム制御低発振しきい値半導体レーザー

Research Project

Project/Area Number 24560429
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

沼居 貴陽  立命館大学, 理工学部, 教授 (60261351)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords半導体レーザー / 横モード
Outline of Annual Research Achievements

半導体レーザーの出射ビームを単峰化した状態で高光出力化するとともに発振しきい電流を低減することを目的として、結合光導波路を備えたリッジ型半導体レーザー、選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザー、および共振器の軸方向と垂直な方向に周期的な屈折率分布をもつリッジ型半導体レーザーについて、有限要素法を用いた解析をおこなった。

平成26年度は、結合光導波路を備えたリッジ型半導体レーザーにおいて、結合光導波路の材質を半導体から誘電体に変更することで結合光導波路へのリーク電流を低減した。さらに結合光導波路とメサとの距離をゼロにすることで選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザーの着想につながった。この結果、単峰出射ビーム、高光出力を維持した状態で通常のリッジ型半導体レーザーよりも発振しきい電流を低減することができた。

共振器の軸方向と垂直な方向に周期的な屈折率分布をもつリッジ型半導体レーザーでは、横方向回折格子によって周期的な屈折率分布を実現しているが、この横方向回折格子へのリーク電流によって発振しきい電流が増加していることが判明した。そこで、横方向回折格子の上部を絶縁体にすることで、単峰出射ビーム、高光出力を維持した状態で通常のリッジ型半導体レーザーよりも発振しきい電流を低減することができた。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Partially Formed Anti-guiding Cladding Layers2015

    • Author(s)
      Daiya Katsuragawa and Takahiro Numai
    • Journal Title

      Optical and Quantum Electronics

      Volume: 47 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s11082-014-0090-1

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Selective Double-sided Anti-guiding and Partially Undoped Cladding Layers2015

    • Author(s)
      Daiya Katsuragawa and Takahiro Numai
    • Journal Title

      Optical and Quantum Electronics

      Volume: 47 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s11082-014-0084-z

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Horizontal Coupling of Lateral Modes2014

    • Author(s)
      Guowei Chai and Takahiro Numai
    • Journal Title

      Optical and Quantum Electronics

      Volume: 46 Pages: 1217-1223

    • DOI

      10.1007/s11082-013-9821-y

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Control of Longitudinal and Transverse Modes in Semiconductor Lasers2015

    • Author(s)
      Takahiro Numai
    • Organizer
      2015 EMN Optoelectronics Meeting (Energy Material Nanotechnology)
    • Place of Presentation
      北京(中華人民共和国)
    • Year and Date
      2015-04-24
    • Invited
  • [Presentation] 選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザー2014

    • Author(s)
      大島 光則、沼居 貴陽
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-18
  • [Presentation] 横方向回折格子と選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザー ―クラッド層厚依存性―2014

    • Author(s)
      平崎 琢也、沼居 貴陽
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-18
  • [Presentation] Simulation of a Ridge-type Semiconductor Laser with Selective Double-Sided Anti-guiding and Partially Undoped Cladding Layers2014

    • Author(s)
      Daiya Katsuragawa and Takahiro Numai
    • Organizer
      14th International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices (NUSOD 2014)
    • Place of Presentation
      Palma de Mallorca (Spain)
    • Year and Date
      2014-09-01
  • [Book] Fundamentals of Semiconductor Lasers, Second Edition2014

    • Author(s)
      Takahiro Numai
    • Total Pages
      289
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2016-06-03  

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