• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

面発光型半導体レーザ(VCSEL)の特性の改善とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22560035
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 応用光学・量子光工学
研究機関新潟大学

研究代表者

佐藤 孝  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10143752)

研究分担者 大河 正志  新潟大学, 自然科学系, 教授 (90213644)
大平 泰生  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10361891)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードレーザ / VCSEL / 周波数雑音 / 物理乱数生成 / 面発光型半導体レーザ / 半導体レーザ / 物理乱数
研究概要

面発光型半導体レーザ(VCSEL)の特性改善を行い、より広い分野に応用可能なレーザとすることを目的として研究を行った。VCSELは通常の半導体レーザと比べてその電流経路が大きく異なる。このため、磁界を電流と平行に印加して電流の拡散を防ぐことで、高いキャリア密度を実現し、光出力の増加そして横シングルモード化を目指す研究を行った。またVCSELは広帯域な周波数雑音特性(20GHz程度)を持つので、吸収線付近でVCSELが発振していると、レーザ光強度が高速でスイッチングされ大きな光強度雑音が観測される。この光強度雑音を8桁のA/Dコンバーターを用いることで生成させた2進数列を物理乱数として利用して、40Gb/sの超高速の乱数生成に成功し、国際会議その他で報告した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (36件)

  • [雑誌論文] Frequency noise characteristics of a diode laser and its application to physical random number generation2013

    • 著者名/発表者名
      Shinya Maehara, Kohei Kawakami, Hideaki Arai, Kenji Nakano, Kohei Doi, Takashi Sato, Yasuo Ohdaira, Shuichi Sakamoto,Masashi Ohkawa
    • 雑誌名

      Optical Engineering

      巻: Vol.52, No.1 号: 1 ページ: 014302-014302

    • DOI

      10.1117/1.oe.52.1.014302

    • NAID

      120006749030

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency noise characteristics of a diode laser and its application to physical random number generation2013

    • 著者名/発表者名
      Shinya Maehara
    • 雑誌名

      Optical Engineering

      巻: 52 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 半導体レーザーの周波数雑音を利用した高速物理乱数生成2012

    • 著者名/発表者名
      土井康平, 松本良彦, 新井秀明, 佐藤孝, 大平泰生, 坂本秀一, 大河正志, 前原進也
    • 学会等名
      応用物理学会15a-GP2-15
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] THz wave generation using frequency stabilized laser diodes2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Minamisawa, Tkashi Sato, Masashi Ohkawa, Kennji Nakano, Toshiya Nimonji
    • 学会等名
      Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XX Proceedings of SPIE Volume : 8255-58
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2012-01-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fast random-number generation using a diode laser's frequency noise characteristic2012

    • 著者名/発表者名
      H.Takamori, K.Doi, S.Maehara, K.Kawakami, T.Sato, M.Ohkawa, Y.Ohdaira, S.Sakamoto
    • 学会等名
      Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XX Proceedings of SPIE Volume : 8255-75
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2012-01-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation wavelength shifts of vertical cavity surface emitting lasers exposed to magnetic fields2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamagishi, Takashi Sato, Masashi Okawa, Shinichi Tabira
    • 学会等名
      Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XX Proceedings of SPIE Volume : 8255-76
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2012-01-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation frequency stabilization and narrowing of a laser diode by using an external cavity2012

    • 著者名/発表者名
      Minoru Iwahori, Kohei Doi, Hideaki Arai, Takashi Sato, Masashi Ohkawa, Yoshihiko Matsumoto
    • 学会等名
      Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XX Proceedings of SPIE Volume : 8255-83
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2012-01-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] THz wave generation using frequency stabilized laser diodes2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Minamisawa, T.Sato, M.Ohkawa,K.Nakano, T.Nimonji
    • 学会等名
      Proceedings of SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Oscillation frequency stabilization and narrowing of a laser diode by using an external cavity2012

    • 著者名/発表者名
      M.Iwahori, K.Doi, H.Arai, T.Sato, M.Ohkawa, Y.Matsumoto
    • 学会等名
      Proceedings of SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Fast random-number generation using a diode laser's frequency noise characteristic2012

    • 著者名/発表者名
      H.Takamori, K.Doi, S.Maehara, K.Kawakami, T.Sato, M.Ohkawa, Y.Ohdaira, S.Sakamoto
    • 学会等名
      Proceedings of SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Oscillation wavelength shifts of vertical cavity surface emitting lasers exposed to magnetic fields2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamagishi, T.Sato, M.Ohkawa, S. Tabira
    • 学会等名
      Proceedings of SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Physical-Random Number Generation Using a VCSEL's Frequency Noise Characteristic2012

    • 著者名/発表者名
      川上航平・前原進也・土井康平・新井秀明・近藤尭信・清水直弥・佐藤孝・坂本秀一・大平泰生・大河正志
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会・IEEE信越支部セッション
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Physical -random number generation using laser diode's noise characteristics- Consideration about the influence of laser diode's oscillation frequency stabilization-2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro SAITO, Genichi FURUKAWA, Hideaki ARAI, Takashi SATO, Shuichi SAKAMOTO, Masashi OHKAWA
    • 学会等名
      電気情報通信学会信越支部大会IEEEセッション
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Oscillation frequency stabilization of a semiconductor laser diode using the Rb saturated absorption spectroscopy and advanced technology2012

    • 著者名/発表者名
      Kohei Takada
    • 学会等名
      IEEE信越支部
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Physical-Random Number Generation Using a VCSEL's Frequency Noise Characteristic2012

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kawakami
    • 学会等名
      IEEE信越支部セッション
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Physical-random number generation using laser diode's noise characteristics -Consideration about the influence of laser diode's oscillation frequency stabilization-2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro SAITO
    • 学会等名
      IEEE信越支部セッション
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation characteristic change of a vertical cavity surface emitting laser in a magnetic field2012

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Tabira
    • 学会等名
      IEEE信越支部ポスターセッション
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 磁界印加時における面発光型半導体レーザの発振波長シフトの研究2012

    • 著者名/発表者名
      河野桂子
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザの周波数雑音を用いた物理乱数の生成~発振周波数安定化が物理乱数に及ぼす影響に関する考察~2012

    • 著者名/発表者名
      古川元一
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 直接変調方式による半導体レーザの発振周波数の安定化とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      松木航平
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 直接変調方式による半導体レーザーの発振周波数の安定化~異なる周波数基準を用いた安定化における周波数安定度の評価~2011

    • 著者名/発表者名
      松木航平, 高田康平, 南沢康仁, 二文字俊哉, 中野健司, 佐藤孝, 大河正志
    • 学会等名
      平成23年度日本物理学会新潟支部大会
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-12-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 磁界印加による面発光型半導体レーザーの発振特性変化2011

    • 著者名/発表者名
      河野桂子, 田平慎一, 山岸友樹, 佐藤孝, 大河正志
    • 学会等名
      平成23年度日本物理学会新潟支部大会
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-12-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 静磁界中のRb原子を用いた半導体レーザーの発振周波数安定化に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      松本良彦, 新井秀明, 佐藤孝, 大河正志
    • 学会等名
      平成23年度日本物理学会新潟支部大会
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-12-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 安定化を施した半導体レーザーの周波数雑音特性を用いた物理乱数の生成に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      古川元一, 川上航平, 高森大希, 松本良彦, 新井秀明, 前原進也, 土井康平, 佐藤孝, 大平泰生, 大河正志
    • 学会等名
      平成23年度日本物理学会新潟支部大会
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-12-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 面発光型半導体レーザー(VCSEL)の周波数雑音を用いた物理乱数の生成2011

    • 著者名/発表者名
      近藤尭信, 川上航平, 高森大希, 前原進也, 土井康平, 佐藤孝, 大平泰生, 大河正志
    • 学会等名
      2011年度日本物理学会新潟支部大会
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation Wavelength Shifts of Vertical Cavity Surface Emitting Lasers Exposed to Magnetic Fields2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamagishi, Shinichi Tabira, Takashi Sato, Masashi Okawa
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会(IEEEセッション)11B-3
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation frequency narrowing and stabilization of a diode laser by using an extemal cavity2011

    • 著者名/発表者名
      岩堀稔, 土井康平, 新井秀明, 佐藤孝, 大河正志
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会11B-3
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Frequency stabilization of a laser diode using Rb saturated absorption lines2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Minamisawa, T.Sato, M.Ohkawa, T.Nimonji, K.Nakano, K.Takada, K.Matuki, T.Tamura
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会IEEEセッション、IEEE-02
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 磁界印加時における横シングルモードVCSELの発振特性変化2011

    • 著者名/発表者名
      田平慎一, 山岸友樹, 佐藤孝, 大河正志
    • 学会等名
      電子情報通信学会平成23年度信越支部大会1B-2
    • 発表場所
      新潟県柏崎市
    • 年月日
      2011-10-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザの周波数雑音を応用した高速物理乱数生成2011

    • 著者名/発表者名
      土井康平・新井秀明・前原進也・高森大希・松本良彦・佐藤孝・大平泰生・坂本秀一・大河正志
    • 学会等名
      電子情報通信学会平成23年度レーザ・量子エレクトロニクス研究会講演番号3
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation frequency shifts observed in vertical cavity surface emitting lasers exposed to magnetic fields2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Kobayashi, Takashi Sato, Masashi Ohkawa, Yuki Yamagishi, Hideaki Arai, Yoshihiko Matsumoto
    • 学会等名
      Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XIX Proceedings of SPIE,7933-58
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2011-01-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Super fast physical ; random number generation using laser diode frequency noises2011

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Ushiki, Shinya Maehara, Kohei Doi, Takashi Sato, Yasuo Ohdaira, Masashi Ohkawa
    • 学会等名
      Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XIX Proceedings of SPIE,7933-87
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2011-01-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation frequency shifts observed in vertical cavity surface emitting lasers exposed to magnetic fields2011

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, Y. Yamagishi, H. Arai, Y.Matsumoto, T. Sato, M. Ohkawa
    • 学会等名
      Proceedings of SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Super fast physical-random number generation using laser diode frequency noises2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ushiki, K.Doi, S.Maehara, T.Sato, M.Ohkawa, Y.Odaira
    • 学会等名
      Proceedings of SPIE
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Oscillation Frequency Shifts Observed in Vertical Cavity SurfaceEmitting Lasers Exposed to Magnetic Fields2010

    • 著者名/発表者名
      小林剛史, 山岸友樹, 佐藤孝, 大河正志
    • 学会等名
      IEEE Shin-etsu Section, IEEE-1
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Super fast physical-random number generation using laser diode frequency noises2010

    • 著者名/発表者名
      牛木哲郎, 土井康平, 前原進也, 佐藤孝, 大平泰生, 大河正志
    • 学会等名
      IEEE Shin-etsu Section, IEEE-11
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Double External Cavity Single-Mode VCSEL system for DWDM applications2010

    • 著者名/発表者名
      Kohei Doi, Takashi Sato, Masashi Ohkawa
    • 学会等名
      EM-NANO 2010, P1-2
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2010-06-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Physical-Random Number Generation Using Frequency Noises of Laser Diode2010

    • 著者名/発表者名
      Shinya Maehara, Kohei Doi, TakashiSato, Yasuo Ohdaira, Masashi Ohkawa
    • 学会等名
      EM-NANO 2010, P3-12
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2010-06-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi