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強励起利得スイッチング半導体レーザーからの極限短パルス光発生とその発生機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 26390075
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2016)
東京大学 (2014-2015)

研究代表者

吉田 正裕  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 太陽光発電研究センター, 主任研究員 (30292759)

連携研究者 秋山 英文  東京大学, 物性研究所, 教授 (40251491)
研究協力者 陳 少強  華東師範大学, 教授
伊藤 隆  東京大学, 物性研究所, 博士研究員
中村 孝宏  東京大学, 物性研究所, 学生
中前 秀一  東京大学, 物性研究所, 学生
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード半導体レーザー / 利得スイッチング動作 / 超短パルス / 光エレクトロニクス / 光学非線形効果 / 光源技術 / 長短パルス / 半導体レーザ / 超短光パルス
研究成果の概要

強励起利得スイッチング動作による半導体レーザーからの光パルスレーザー発振実験を系統的に実施した。光励起GaAs バルクレーザーにおいて、光励起強度を上げていくと、パルス幅が徐々に短くなるとともに短波長側にスペクトルが広がる様子が観測された。短波長領域ではパルス幅1 ps以下の超短光パルスが発生していることを確認した。強励起状態で観測される特異な超短光パルス発生メカニズムを利得活性層中での光励起キャリアのバンド内分布と緩和過程を考慮した現象論的なキャリアダイナミクスモデルを基に考察した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 上海師範大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Solar-cell radiance standard for absolute electroluminescence measurements and open-circuit voltage mapping of silicon solar modules2016

    • 著者名/発表者名
      Toshimitsu Mochizuki, Changsu Kim, Masahiro Yoshita, Jonathon Mitchell, Zhu Lin, Shaoqiang Chen, Hidetaka Takato, Yoshihiko Kanemitsu, and Hidefumi Akiyama
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 119

      巻: 119 号: 3 ページ: 034501-034501

    • DOI

      10.1063/1.4940159

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Conversion Efficiency Limits and Bandgap Designs for Multi-Junction Solar Cells with Internal Radiative Efficiencies below Unity2016

    • 著者名/発表者名
      Lin Zhu, Toshimitsu Mochizuki, Masahiro Yoshita, Shaoqiang Chen, Changsu Kim, Hidefumi Akiyama and Yoshihiko Kanemitsu
    • 雑誌名

      Optics Express 24

      巻: 24 号: 10 ページ: A740-A740

    • DOI

      10.1364/oe.24.00a740

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterizations of radiation damages in multi-junction solar cells focused on subcell internal luminescence quantum yields via absolute electroluminescence measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Lin Zhu, Masahiro Yoshita, Shaoqiang Chen, Tetsuya Nakamura, Toshimitsu Mochizuki, Changsu Kim, Mitsuru Imaizumi, Yoshihiko Kanemitsu, Hidefumi Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Photovoltaics

      巻: 6 号: 3 ページ: 777-782

    • DOI

      10.1109/jphotov.2016.2540247

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transient gain analysis of gain-switched semiconductor lasers during pulse lasing2015

    • 著者名/発表者名
      Shao-Qian Chen, Takashi Ito, Akifumi Asahara, Hidekazu Nakamae, Takahiro Nakamura, Masahiro Yoshita, Changsu Kim, Baoping Zhang, Hiroyuki Yokoyama, Tohru Suemoto, and Hidefumi Akiyama
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 54 号: 35 ページ: 10438-10442

    • DOI

      10.1364/ao.54.010438

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gain switching of a double-core-waveguide semiconductor laser via traveling-wave optical pumping2014

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Nakamae, Takahiro Nakamura, Takashi Ito, Toshimitsu Mochizuki, Changsu Kim, Shaoqiang Chen, Masahiro Yoshita, and Hidefumi Akiyama
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 7 号: 6 ページ: 062701-062701

    • DOI

      10.7567/apex.7.062701

    • NAID

      210000137120

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mode Imaging and Loss Evaluation of Semiconductor Waveguides2014

    • 著者名/発表者名
      Toshimitsu Mochizuki, Changsu Kim, Masahiro Yoshita, Takahiro Nakamura, Hidefumi Akiyama, Loren N. Pfeiffer, Ken W. West
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 号: 5 ページ: 053109-053109

    • DOI

      10.1063/1.4879335

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct generation of 2-ps blue pulses from gain-switched InGaN VCSEL assessed by up-conversion technique2014

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Asahara, Shaoqiang Chen, Takashi Ito, Masahiro Yoshita, Wenjie Liu, Baoping Zhang, Tohru Suemoto, and Hidefumi Akiyama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1 ページ: 6401-6401

    • DOI

      10.1038/srep06401

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 利得スイッチ半導体レーザーの短パルス発生限界2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆, 中前秀一, 挾間優治, 中村考宏, 金昌秀, 小林洋平, 吉田正裕, 秋山英文
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Accuracy Evaluations for Standardization of Multi-Junction Solar-Cell Characterizations via Absolute Electroluminescence2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yoshita, Lin Zhu, Changsu Kim, Hidehiro Kubota, Tetsuya Nakamura, Mitsuru Imaizumi, Yoshihiko Kanemitsu, and Hidefumi Akiyama
    • 学会等名
      The 43rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-43)
    • 発表場所
      the Oregon Convention Center, Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current leakage and fill factor in multi-junction solar cells linked via absolute electroluminescence characterization2016

    • 著者名/発表者名
      Lin Zhu, Masahiro Yoshita, Tetsuya Nakamura, Toshimitsu Mochizuki, Changsu Kim, Mitsuru Imaizumi, Yoshihiko Kanemitsu, Hidefumi Akiyama
    • 学会等名
      The 43rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-43)
    • 発表場所
      the Oregon Convention Center, Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diagnosis of GaInAs multiple-quantum-well solar cells with Bragg reflectors via absolute electroluminescence2016

    • 著者名/発表者名
      Lin Zhu, Masahiro Yoshita, JiaLing Tsai, YiChin Wang, Changsu Kim, Peichen Yu, Hidefumi Akiyama
    • 学会等名
      The 43rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-43)
    • 発表場所
      the Oregon Convention Center, Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチセクション半導体レーザーにおける利得と吸収の非線形競合による短パルス光発生2016

    • 著者名/発表者名
      中村考宏, 伊藤隆, 中前秀一, 金昌秀, 挾間優治, 吉田正裕, 大里啓孝, 秋山英文, Peter Vasil'ev
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 利得スイッチ半導体レーザーパルスのファイバーアンプによる増幅2016

    • 著者名/発表者名
      中前秀一, 伊藤隆, 中村考宏, 挾間優治, 金昌秀, 吉田正裕, 秋山英文, 小林洋平, 横山弘之
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多接合太陽電池エレクトロルミネッセンス定量計測の測定精度評価2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 正裕、朱 琳、金 昌秀、久保田 英博、中村 徹哉、今泉 充、金光 義彦、秋山 英文
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Calibration standards and measurement accuracy of absolute electroluminescence and internal properties in multi-junction and arrayed solar cells2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yoshita, Lin Zhu, Changsu Kim, Toshimitsu Mochizuki, Tetsuya Nakamura, Mitsuru Imaizumi, Shaoqiang Chen, Hidehiro Kubota, Yoshihiko Kanemitsu, and Hidefumi Akiyama
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2016
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 利得スイッチ半導体レーザーをシード光に用いた強励起での時間分解分光2015

    • 著者名/発表者名
      中前秀一,伊藤隆,中村考宏,狭間優治,金昌秀,吉田正裕,秋山英文,小林洋平,横山弘之
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 利得スイッチ半導体レーザーにおけるフェムト秒パルス発生のメカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆,中前秀一,中村考宏,挾間優治,金昌秀,小林洋平,吉田正裕,秋山英文
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチセクション半導体レーザーの作製評価と光短パルス発生2015

    • 著者名/発表者名
      中村考宏,伊藤隆,中前秀一,金昌秀,挾間優治,吉田正裕,大里啓孝,秋山英文,Peter Vasil'ev
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 利得スイッチ半導体レーザーによるフェムト秒パルス発生と評価2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆、中前秀一、中村考宏、挾間優治、金昌秀、小林洋平、吉田正裕、秋山英文
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多接合太陽電池のエレクトロルミネッセンス絶対光量画像計測II2015

    • 著者名/発表者名
      吉田正裕,朱琳,金昌秀,秋山英文,陳少強,望月敏光,久保田英博, 中村徹哉,今泉充,金光義彦
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Absolute Electroluminescence Imaging of Multi-Junction Solar Cells and Calibration Standards2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yoshita, Lin Zhu, Changsu Kim, Hidefumi Akiyama, Shaoqiang Chen, Toshimitsu Mochizuki, Hidehiro Kubota, Tetsuya Nakamura, Mitsuru Imaizumi, Yoshihiko Kanemitsu
    • 学会等名
      The 42nd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-42)
    • 発表場所
      the Hyatt Regency New Orleans, New Orleans, LA, USA
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多接合型太陽電池のサブセル性能評価に向けたエレクトロルミネッセンス絶対光量計測2015

    • 著者名/発表者名
      吉田正裕,陳少強,朱琳,望月敏光,金昌秀,秋山英文,久保田英博,今泉充,金光義彦
    • 学会等名
      日本物理学会2015年春季大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス(東京都、新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 利得スイッチ半導体レーザーのサブピコ秒パルス発生における共振器効果2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆、中前秀一、陳少強、中村考宏、金昌秀、望月敏光、小林洋平、吉田正裕、秋山英文
    • 学会等名
      日本物理学会2015年春季大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス(東京都、新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多接合太陽電池のエレクトロルミネッセンス絶対光量画像計測2015

    • 著者名/発表者名
      吉田正裕、朱琳、金昌秀、秋山英文、陳少強、望月敏光、久保田英博、中村徹哉、今泉充、金光義彦
    • 学会等名
      2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県、平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロルミネッセンス絶対光量計測によるInGaP/GaAs/Ge 3接合太陽電池のサブセル特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      吉田正裕、陳少強、朱琳、望月敏光、金昌秀、秋山英文、今泉充、金光義彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 利得スイッチGaAsバルクレーザーの高密度領域における光インパルス応答特性2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆、中前秀一、陳少強、吉田正裕、望月敏光、金昌秀、小林洋平、秋山英文
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学 春日井キャンパス(愛知県、春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] LED微弱発光標準の開発と量子井戸発光量子収率計測2014

    • 著者名/発表者名
      吉田正裕、村岡洋祐、下川原正博、森謙雄、久保田英博、秋山英文
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学 春日井キャンパス(愛知県、春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] リッジ型導波路ダブルコア半導体レーザー2014

    • 著者名/発表者名
      中村考宏, 望月敏光, 金昌秀, 陳少強, 吉田正裕, 秋山英文
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学 春日井キャンパス(愛知県、春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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