2015 Fiscal Year Annual Research Report
2次元微小共振器を利用した微小レーザカオス素子の開発と高速物理乱数生成への応用
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26790056
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
砂田 哲 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (10463704)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 微小共振器 / カオス / 物理乱数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高速・小型物理乱数生成器への応用を目的として，２次元微小共振器を用いてサブミリサイズのレーザカオスデバイスを開発する．昨年度の主な成果は，微小領域に長い光路を形成可能な環状2次元共振器を設計・試作したこと，更に，その環状２次元共振器と疑似スタジアム型共振器を結合させたレーザデバイスを試作し，約1 GHzの帯域を有するカオス信号を得たことである．
今年度の主な成果は，上述のレーザカオスデバイスを用いて乱数生成実験に成功したことである．約0.78 GHzのサンプリングレートで取得したカオス信号をビット列に変換し，18種類の統計テストで構成されるDiehardテストを実施したところ，有意水準0.01で全てのテストに合格することを確認した．この結果は，2次元微小共振器レーザの乱数生成応用の可能性を示唆するものである．
また，レーザカオスデバイスの更なる小型化を目的の一つとして，カオス信号を生成可能な２次元微小共振器の形状に関する条件も探索した．特に，カオス共振器と呼ばれる，光線カオスを示す共振器と非カオス的共振器の2種類を作製し，共振器の変形度，大きさ，注入電流値に対する依存性を系統的に調べた．その結果，カオス共振器では，共振器形状の詳細に依存せず，カオス信号を全く生成しない安定な単一モード発振が可能となることを明らかにした．一方，非カオス共振器では，カオス的出力の条件である多モード発振を示すことがわかった．これらの発振状態の違いは，共振器の共鳴モード間の結合の大きさに依存するモード競合現象に起因することも明らかにした．
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Research Products
(8 results)
