多次元量子井戸構造超高速光双安定素子の研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460081
• 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)
• キーワード: 量子井戸 / 半導体超微粒子 / 光非線形効果 / モ-ド同期 / 短光パルス発生 / 半導体レ-ザ-

研究概要

本年度は主に、三次元量子閉じ込め構造をもつ光非線形材料と、半導体レ-ザ-による短光パルス発生について検討した。結果は以下のとおりである。
1.光非線形材料として、前年にひきつづき、ゾル・ゲル法により作製された、CdS微粒子分散Al_2O_3ガラスの評価を進めた。その結果、
(1)熱処理温度を最適化(275℃〜300℃)した試料では、量子サイズ効果による吸収ピ-クが明瞭に観測された。吸収線の幅は、室温と低温(77k)で大きな差はなく、主に、CdS微粒子の粒径不均一によって制限されていると考えられる。
(2)吸収ピ-ク波長付近での吸収飽和特性を測定したところ、飽和光強度は約2〜5MW/cm^2であることがわかった。
2.ピコ秒領域の光源を実現するため、次の2つの新しい半導体レ-ザ-モ-ド同期法について検討した。
(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。励起用短パルスの発生が、電気パルス発生に比べ容易であること、容量制限を受けない高速の励起が可能であること等の特徴がある。現在、発生した光パルスのパルス幅の励起パワ-依存性等の評価を進めている。
(2)二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-をプッシュプルに電流変調することにより、モ-ド同期を実現した。長波長側レ-ザ-を主増幅部とし、短波長側をゲ-ト部とした時、最も短い光パルス(パルス幅約7ps)が得られた。

研究成果

• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [文献書誌] H.Kawaguchi: "Bistable optical devices." Third Optoelectronics Conference,Technical Digest.10-11 (1990)
• [文献書誌] H.Kawaguchi 他: "Modeーlocking of LDs by picosecond optical pulse synchronous pumping." Applied Physics Letters.
• [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.
• [文献書誌] H.Kawaguchi: "Semiconductor photonic functional devices." lEEE Circuits and Devices Magazine.
• [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)
• [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.
• [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.
• [文献書誌] H.Kawaguchi 他: "Picosecond optical pulse generation from mutually coupled laser diodes by modeーlocking." CLEO'91. CTuL5.
• [文献書誌] H.Kawaguchi: "Optical nonlinearities in semiconductor lasers and their applications for functional devices." J.Nonlinear Optics.