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超小型高出力ハイパーコヒーレントブルーレイ半導体レーザ光源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16560315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関同志社大学

研究代表者

佐々木 和可緒  同志社大学, 工学部, 教授 (90178674)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード周波数安定化 / ハイパーコヒーレントレー / ファブリ・ペロー共振器 / DVD用半導体レーザ光線 / 偏光制御 / 単一モード発振 / ブルーレイレーザ / レーザ動作温度制御 / ハイパーコヒーレントレーザ / DVD用半導体レーザ光源 / 動作温度制御 / 戻り光誘起雑音 / 高周波重畳 / 半導体レーザ
研究概要

ブルーレイ領域半導体レーザ試料にPound-Drever-Hall法を適用し周波数安定化を行った。2005年度に得られた知見に基づいて可視光半導体レーザ試料に適した制御アルゴリズム、光学系の設計・構築を行い当該レーザ光源の高コヒーレント化を達成した。まず、様々な駆動条件における青紫色半導体レーザの発振モードの振る舞いを調べ、外部共振器等を構成せずとも単一モード発振可能である試料を見出した。すべての実験では、このような試料として0.1W級GaN系405nm帯青紫色半導体レーザ(NICHA : NDHV120AFAE3)を用いており、比較的取り扱いが簡便な市販のFP共振器を用いて、信頼性・再現性の高い安定化をコンパクトで簡便な系で達成されることが知られている電気的負帰還法を用いて周波数安定化を行った。その共振周波数に上記試料の発振周波数を安定化する手法としてPound-Drever-Hall法を採用している。試料となった青紫色半導体レーザの駆動条件は注入電流は約35mA、周辺温度は約14.6℃と設定した。なお、この値は光スペクトラムアナライザにおいて単一モード発振であり、±2mAの範囲でモードホップが起こらないことを確認して決定している。半導体レーザを直接変調させた変調周波数は285.92MHzであり、その変調電流は約1.31mAである。実験で得られた誤差信号から求めたフリーランニング時の白色雑音レベルは3×10^8[Hz^2/Hz]であった。フリーランニング時と電気的負帰還時を比較すると、フーリエ周波数の100Hzから1kHzまでの領域は約2桁、1kHzから300kHzまでの領域は約1桁、周波数揺らぎが抑制されている。フーリエ周波数100Hzから1kHzまでの領域において、周波数安定化によって得られたPSDの値は2.56×10^7[Hz^2/Hz]であった。また、誤差信号から時間的な尺度であるアラン分散を求めた結果、積分時間10[ms]で周波数揺らぎのアラン分散の平方根の値で3.46×10<^-11>を得た。なお、制御中も光スペクトラムアナライザで観測される発振モードは単一モードであった。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006 2004

すべて 雑誌論文 (14件)

  • [雑誌論文] Compact and inexpensive frequency stabilization technique for 850nm vertical cavity surface emitting lasers based on Fabry-Perrotresonator2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio MIURA, et al.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Symposium on Optical Engineering & Applications 2007, San Diego, California, U.S.A. Vol. 6673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A compact and efficient hyper coherent light source of visible violet laser diode based on Pound-Drever-Hall technique2007

    • 著者名/発表者名
      Wakao SASAKI, et al.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Symposium on Optical Engineering & Applications 2007, San Diego, California, U.S.A. Vol. 6673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] COMPACT AND INEXPENSIVE FREQUENCY STABILIZATION TECHNIQUE FOR 850NM VERTICAL CAVITY SURFACE EMITTING LASERS BASED ON FABRY-PERROT RESONATOR2007

    • 著者名/発表者名
      YUKIO MIURA, et al.
    • 雑誌名

      PROC. SPIE SYMPOSIUM ON OPTICAL ENGINEERING & APPLICATIONS 2007, SAN DIEGO, CALIFORNIA, U.S.A. VOL. 6673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A COMPACT AND EFFICIENT HYPER COHERENT LIGHT SOURCE OF VISIBLE VIOLET LASER DIODE BASED ON POUND-DREVER-HALL TECHNIQUE2007

    • 著者名/発表者名
      WAKAO SASAKI, et al.
    • 雑誌名

      PROC. SPIE SYMPOSIUM ON OPTICAL ENGINEERING & APPLICATIONS 2007, SAN DIEGO, CALIFORNIA, U.S.A. VOL. 6673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compact and inexpensive frequency stabilization technique for 850 nm vertical cavity surface emitting lasers on Fabry-Perrot resonator2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio MIURA
    • 雑誌名

      Proc.SPIE Symposium on Optical Engineering & Applications 2007, San Diego, California, U.S.A. Vol.6673

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A compact and efficient hyper coherent light source of visible violet laser diode based on Pound-Drever-Hall technique2007

    • 著者名/発表者名
      Wakao SASAKI
    • 雑誌名

      Proc.SPIE Symposium on Optical Engineering & Applications 2007, San Diego, California, U.S.A. Vol.6673

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Noise reduction of violet laser diodes by selection of feedback light polarization2006

    • 著者名/発表者名
      Hironobu KONISHI, et al.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Photonics West 2006, San Jose, California, U.S.A. Vol. 6101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Noise Properties in a Violet Laser Diode and its Frequency Stabilization based on Fabry-Perrot Resonators2006

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki YASHIRO, et al.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Optics East 2006, Boston, Massachusetts, U.S.A. Vol. 6368

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NOISE REDUCTION OF VIOLET LASER DIODES BY SELECTION OF FEEDBACK LIGHT POLARIZATION2006

    • 著者名/発表者名
      HIRONOBU KONISHI, et al.
    • 雑誌名

      CALIFORNIA, U.S.A. VOL.6101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ANALYSIS OF NOISE PROPERTIES IN A VIOLET LASER DIODE AND ITS FREQUENCY STABILIZATION BASED ON FABRY-PEROT RESONATORS2006

    • 著者名/発表者名
      HIDEYUKI YASHIRO, et al.
    • 雑誌名

      PROC. SPIE OPTICS EAST 2006, BOSTON, MASSACHUSETTS, U.S.A. VOL.6368

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Noise Properties in a Violet Laser Diode and its Frequency Stabilization based on Fabry-Perrot Resonators2006

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki YASHIRO
    • 雑誌名

      Proc.SPIE Optics East 2006, Boston,Massachusetts, U.S.A. Vol.6368

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Noise reduction of violet laser diodes by selection of feedback light polarization,2006

    • 著者名/発表者名
      Hironobu KONISHI
    • 雑誌名

      Proc.SPIE Photonics West 2006, San Jose, California, U.S.A., January. vol.6101

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波重畳による400nm帯(青色)半導体レーザの戻り光雑音抑制効果2004

    • 著者名/発表者名
      小西弘展
    • 雑誌名

      平成16年電気関係学会関西支部連合大会講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 400nm帯(青色)及び660nm帯(赤色)半導体レーザの戻り光雑音特性の比較2004

    • 著者名/発表者名
      宮本大輔
    • 雑誌名

      平成16年電気関係学会関西支部連合大会講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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