| 研究概要 |
外部共振作用を用いた半導体レーザは,可変波長半導体レーザ,超小型光ヘッド,光振動子センサなどへの利用を目的に世界中で精力的な開発研究が行われている.本研究では,主として実験的な制約から検討が不十分であった外部共振長が極めて短い場合の半導体レーザの発振メカニズムの解明を目的とした.現時点では完全なメカニズムの解明にいたっていないが,以下の2点により,ある程度の発振メカニズムを理解・前進できたと考えている.
1.実験解析では,半導体レーザを浮上スライダーに搭載し半透明ディスク(外部共振器)との間に,極めて短い外部共振長を高精度で再現性よく設定した.その結果,・光出力,波長,波長変化幅は,外部共振器長に対し半波長周期で変化する,・外部共振器長に対し波長が直線的に変化する範囲は極めて短い(0.2μm程度).この区間が共振モードによる,湾曲区間がキャリア密度や利得スペクトラムによる波長変化と推定される.
2.理論解析では,外部共振系の構成と発振モード,発振波長,光出力などの関係を解明するため,共振モードやキャリア密度や利得スペクトラムの形状変化による発振条件(波長変化)をレート方程式により解析した.その結果,・光出力や波長が共振器長に対し周期的に変化する,・波長変化幅は,短い共振器長,小さいレーザ端面反射率,大きい外部共振器反射率で増加することがわかった.
なお,本研究のデバイスは,信号のSN比が高いほか,最近のマイクロマシニング技術の進歩により外部ミラーを半導体レーザに集積できるようになったため,特に重要な構成と考えられる.
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