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多次元量子井戸構造超高速光双安定素子の研究

研究課題

研究課題/領域番号 01460081
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理計測・光学
研究機関山形大学

研究代表者

河口 仁司  山形大学, 工学部, 助教授 (40211180)

研究分担者 土肥 俊郎  埼玉大学, 教育学部, 助教授 (30207675)
松下 浩一  山形大学, 工学部, 講師 (70124625)
大嶋 重利  山形大学, 工学部, 助教授 (40124557)
横戸 健一  山形大学, 工学部, 教授 (20006969)
丹野 直弘  山形大学, 工学部, 教授 (00006248)
研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1991年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1990年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1989年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード量子井戸 / 半導体超微粒子 / 光非線形効果 / 縮退4光波混合法 / モ-ド同期 / 短光パルス発生 / 半導体レ-ザ / 偏波面双安定 / 利得スイッチング / 半導体レ-ザ- / 量子箱
研究概要

多次元量子井戸構造超高速光双安定素子の基礎的研究として、半導体ド-プガラスの光非線形効果を検討した。又、光非線形素子逐動用光源として、半導体レ-ザからの短光パルス発生を検討した。さらに超高速光双安定素子として、新しい偏波面双安定半導体レ-ザの可能性を明らかにした。主な結果は以下のとおりである。
1.三次元量子閉じ込め構造材料の光非線形性
ゾル・ゲル法により作製された、CdS微粒子分散Al_2O_3ガラスを取り上げた。300℃付近で熱処理したサンプルでは、量子サイズ効果を反映した吸収ピ-クが、明瞭に観測された。又、吸収飽和強度Isは室温では1.6〜4.7MW/cm^2であり、CdS微粒子の粒径が大きいほどIsが小さくなることがわかった。ポンプ・ポロ-ブ法で求めた、吸収スペクトルの励起光強度依存性から、1.5MW/cm^2の励起では約1.3×10^<ー3>屈折率変化が生ずることがわかった。
2.半導体レ-ザによる短光パルス発生
2つの新しい半導体レ-ザモ-ド同期法を検討した。
(1)外部共振器型半導体レ-ザを、利得スイッチング法により発生した短光パルスで同期励起することによりモ-ド同期を実現した。
(1)2つの波長の異なる半導体レ-ザを対向して、光共振器を形成した。各々のレ-ザを共振器内の光の周回に合わせ、プッシュ・プルに電流を変調することにより、モ-ド同期を実現し、最短7ピコ秒のパルスを得た。
又、より構成が簡単な利得スイッチング法を用いて、半導体レ-ザから短光パルスを発生する方法について検討した。その結果、2つの波長の異なる発振モ-ドが存在する半導体レ-ザでは、短波長側の発振モ-ドで短パルスが発生することがわかった。
3.偏波面双安定半導体レ-ザ
半導体レ-ザの発振偏波面間の双安定スイッチングについて理論的に検討した。ピッチフォ-ク型の双安定性が存在することを発見した。又、この双安定を用いると、従来から知られていたS字型双安定よりも一桁以上高速の50Gbit/s以上のフリップ・フロップ動作やメモリ動作が実現できることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (72件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (72件)

  • [文献書誌] 河口 仁司: "半導体光材料" 第50回 応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 第0分冊. 29a-ZR-3 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮川 哲之、河口 仁司他: "前方縮退四光波混合法によるAl_2O_3中のCdS微粒子の光非線形効果の測定" 第37回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 第3分冊. 29a-F-3 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河口 仁司: "光非線形材料とデバイス" 第37回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 第0分冊. 29p-K-1 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawaguchi他: "Optical Nonlinearities of Al_2O_3 Glasses with CdS Microcrystallites" Jpn.J.Appl.Phys.30. L280-L282 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河口 仁司: "半導体量子井戸構造における光非線形効果ー光デバイスへの応用ー" 光学. 19. 25-26 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河口 仁司: "量子井戸構造を用いた光双安定素子" オプトロニクス. No.12. 101-105 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩田 秀行、河口 仁司他: "対向半導体レ-ザによる短光パルスの発生" 第51回 応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 第3分冊. 28aP3 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮川 哲之、河口 仁司他: "CdS微粒子ド-プAl_2O_3ガラスの光非線形光吸収特性" 第51回 応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 第3分冊. 29aP5 (1990)

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  • [文献書誌] 岩田 秀行、河口 仁司他: "モ-ド同期法による半導体レ-ザ短光パルスの発生" 電子情報通信学会 技術研究報告. OQE90ー71. 7-12 (1990)

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Optical Functional Devices Using Semiconductor Laser Nonlinearity." Technical Digest of Nonlinear Optics:Materials, Phenomena and Devices.79-80 (1990)

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Bistable Optical Devices." Third Optoelectronics Conference,Technical Digest.10-11 (1990)

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi他: "Mode locking of laser diodes by picosecond optical pulse synchronous pumping." Applied Physics Letters.58. 1236-1238 (1991)

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi他: "Picosecond Optical Pulse Generation from Mutually Coupled Laser Diodes by Synchronous Pump ModeーLocking." Japanese J.Appl.Phys.Lett.30. L1402-L1405 (1991)

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Semiconductor Photonic Functional Devices." IEEE Circuits and Devices. 7. 26-31 (1991)

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  • [文献書誌] 河口 仁司: "非線形光学材料とセンサ開発動向" センサ技術. 10,6. 13-18 (1990)

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  • [文献書誌] S.Yamazaki,H.Kawaguchi他: "Preparation of trasparent alumina film doped with CdS and its nonlinear optical properties." J.Mat.Sci.:Material in Electronics.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩田 秀行、河口 仁司他: "ピコ秒光パルス同期励起半導体レ-ザによる短光パルス発生" 第38回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 第3分冊. 29p-PB-16 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawaguchi他: "Picosecond optical pulse generation from mutually coupled laser diodes by modeーlocking." CLEO'91. CTuL5. (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "OPTICAL NONLINEARITIES IN SEMICONDUCTOR LASERS AND THEIR APPLICATIONS FOR FUNCTIONAL DEVICES." Int.J.Nonlinear Optical Physics. 1. 203-221 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河口 仁司他: "二発振モ-ド双安定半導体レ-ザの高速スイッチング" 第52回 応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 第3分冊. 12a2N6 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawaguchi et al.: "Optical Nonlinearities of Al_2O_3 Glasses with CdS Crystallites." European Quantum Electronics Conference.NDTh8. (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawaguchi et al.: "Short-optical-pulse generation form gain-switched laser diodes with two oscillation modes." J.Appl.Phys.70. 4061-4064 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawaguchi et al.: "Ultrafast switching in polarization bistable laser diodes." Opt.Lett.15. 130-132 (1992)

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Bistable laser diodes and their applications for photonics switching." Int.J.Opto.Electronics.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Optical nonlinear devices with multiple quantum well structure"" Optronics. 96-12. 101-105 (1989)

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  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Optical nonlinear materials and sensor technology"" Sensor Technology. 10-6. 13-18 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Optical nonlinear effects in multiple quantum well semiconductors"" Jpn. J. Optics. 19-1. 25-26 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi, T. Miyakawa, N. Tan-no, Y. Kobayashi, and Y. Kurokawa: ""Optical nonlinearities of Al_2O_3 glasses with CdS microcrystallites"" Jpn. J. Appl. Phys.30-2B. L280-L282 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi, H. Iwata, and H. Tan-no: ""Mode locking of laser diodes by picosecond optical pulse synchronous pumping"" Appl. Phys. Lett.58-12. 1236-1238 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Semiconductor photonic functional devices"" IEEE Circuits and Devices. 7-3. 26-31 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi, H. Iwata, and N. Tan-no: ""Picosecond optical pulse generation from mutually coupled laser diodes by synchronous pump mode-locking"" Jpn. J. Appl. Phys.30-8A. L1402-L1405 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi and J. E. Carroll: ""Short-optical pulse generation from gain-switched laser diodes with two oscillation modes"" J. Appl. Phys.70-8. 4061-4064 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Optical nonlinearities in semiconductor lasers and their applications for functional devices"" Int. J. Nonlinear Optical Physics.1-1. 203-221 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi, I. H. White, M. J. Offside, and J. E. Carroll: ""Ultrafast switching in polarization-bistable laser diodes"" Opt. Lett. 17-2. 130-132 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Yamazaki, Y. Kobayashi, H. Sasaki, Y. Kurokawa, T. Miyakawa, and H. Kawaguchi: ""Preparation of a transparent alumina film doped with CdS and its nonlinear optical properties"" J. Mat, Sci. : Materials in Electronics.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Bistable laser diodes and their applications for photonic switching"" Int. J. Optoelectronics.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Semiconductor optical materials"" Extended Abstracts (The 50th Autumn Meeting, 1989). The Japan Society of Applied Physics. 29a-ZR-3 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Miyakawa, H. Kawaguchi, N. Tan-no, Y. Kobayashi, and Y. Kurokawa: ""Measurement of optical nonlinear effects in CdS microcrystallites/Al_2O_3 by forward DFWM"" Extended Abstracts (The 37th spring Meeting, 1990). The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. 29a-F-3 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Optical nonlinear materials and devices"" Extended Abstracts (The 37th Spring Meeting, 1990). The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. 29p-K-1 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Optical functional devices using semiconductor laser nonlinearity"" Digest of Nonlinear Optics. Materials, Phenomena and Devices. Tl 5 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi: ""Bistable optical devices"" Third Optoelectronics Conference (OEC'90) Technical Digest. 11B1-2 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Iwata, H. Kawaguchi, and N. Tan-no: ""Generation of short optical pulse from a twin LD"" Extended Abstracts (The 51 st Autumn Meeting, 1990). The Japan Society of Applied Physics. 28a-P-3 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Miyakawa, H. Kawaguchi, N. Tan-no, Y. Kobayashi, and Y. Kurokawa: ""Nonlinear optical absorption of CdS microcrystallites in Al_2O_3 glass"" Extended Abstracts (The 51 st Autumn Meeting, 1990). The Japan Society of Applied Physics. 29a-P-5 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Iwata, H. Kawaguchi, and N. Tan-no: ""Generation of short optical pulse from mode-locking laser diodes"" IEICE Optical and Quantum Electron. Technical Meeting. OQE90-71. 7-12 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Iwata, T. Irie, H. Kawaguchi, and N. Tan-no: ""Generation of short optical pulse by picosecond optical synchronous pumping LD"" Extended Abstracts (The 38 th Spring Meeting, 1991). The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. 29p-PB-16 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi, H. Iwata, and N. Tan-no: ""Picosecond optical pulse generation from mutually coupled laser diodes by mode locking"" Conference on Lasers and Electro-Optics. CTuL5. (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawaguchi, T. Miyagawa, N. Tan-no, and Y. Kurokawa: ""Optical nonlinearities of Al_2O_3 glasses with CdS crystallites"" Technical Digest of European Quantum Electronics Conference. ND Th 8. (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H, Kawaguchi, M. J. Offside, I. H. White, and J. E. Carroll: ""Fast switching in two-mode bistable LDs"" Extended Abstracts (The 52dn Autumn Meeting, 1991). The Japan Society of Applied Physics. 12a-ZN-6 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河口 仁司 他: "二発振モ-ド双安定半導体レ-ザの高速スイッチング" 第52回 応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 第3分冊. 12a2N6 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi et al.: "Optical Nonlinearities of Al_2O_3 Glasses with CdS Crystallites." European Quantum Electronics Conference.NDTh8. (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi et al.: "Shortーopticalーpulse generation from gainーswitched laser diodes with two oscillation modes." J.Appl.Phys.70. 4061-4064 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi et al.: "Ultrafast switching in polarization bistable laser diodes." Opt.Lett.15. 130-132 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi.: "Bistable laser diodes and their applications for photonics switching." Int.J.Opto.Electronics.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 岩田 秀行、河口 仁司 他: "対向半導レ-ザによる短光パルスの発生" 第51回応用物理学会学術講演会・講演予稿集. 第3分冊. 28aT3 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 宮川 哲之、河口 仁司 他: "CdS微粒子ド-プAl_2O_3ガラスの非線形光吸収特性" 第51回応用物理学会学術講演会・講演予稿集. 第3分冊. 29aT9 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 宮川 哲之、河口 仁司 他: "モ-ド同期法による半導体レ-ザ短光パルスの発生" 電子情報通信学会技術研究報告. OQE90ー71. 7-12 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Optical functional devices using semiconductor laser nonlinearity." Technical Digest of Nonlinear optics:Materials,Phenomena and Devices.79-80 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Bistable optical devices." Third Optoelectronics Conference,Technical Digest.10-11 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi 他: "Modeーlocking of LDs by picosecond optical pulse synchronous pumping." Applied Physics Letters.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi 他: "Picosecond optical pulse generation from mutually coupled LDs by synchronous pump modeーlocking." Japanese J.Appl.Phys.Lett.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Semiconductor photonic functional devices." lEEE Circuits and Devices Magazine.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 河口 仁司: "非線形光学材料とセンサ開発動向" センサ技術. 10,6. 13-18 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamazaki,H.Kawaguchi 他: "Preparation of transparent alumina film doped with CdS and its nonlinear optical properties." Jounal of Optical Society of America B.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 岩田 秀行、河口 仁司 他: "ピコ秒光パルス同期励起半導体レ-ザによる短光パルス発生" 応用物理学会学術講演会.

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  • [文献書誌] H.Kawaguchi 他: "Picosecond optical pulse generation from mutually coupled laser diodes by modeーlocking." CLEO'91. CTuL5.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaguchi: "Optical nonlinearities in semiconductor lasers and their applications for functional devices." J.Nonlinear Optics.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 河口仁司: "半導体材料" 第50回応用物理学会学術講演会 講演予講集. 第0分冊. 1145 (1989)

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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