半導体レーザ能動干渉計における光カオスの解明と情報処理への応用

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04650037
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 大坪 順次 静岡大学, 工学部, 教授 (00176942)
• キーワード: カオス / 半導体レーザ / 干渉計 / カオスコントロール / ダイナミカルメモリ

研究概要

半導体レーザを光源とする干渉計の出力を電気的に光源への注入電流として帰還することにより、新しい光カオス系を提案した。この光カオス系の基本的な振る舞いとして、レーザの出力光に光双安定、多安定、不安定、光カオス現象が発生することを確かめた。光カオスの周期増倍分岐、光カオス、間欠カオスなどについて詳しく調べ、これまでに観測されたことのない新しいタイプのカオス振動などを観測した。そして、この系の特性を表す遅延微分方程式を導き、実験結果との比較を行い、実験をうまく説明することができた。また、将来的な光帰還による全光型のカオス系についても考察し、基礎的検討を行った。全光型のカオス系における実験、解析は、今後の課題として残された。
光カオスの応用への第一歩として、光カオス系の出力を外部から制御するカオスコントロールの方法について検討した。その一つとしてOPF(Occasional Proportional Feedback)法に基づくカオス制御を試みた。本研究では、高次元カオス系に始めてこの方法を適用し、レーザ光出力を周期アトラクタに同期させることができた。さらに、光カオスの特定の周期軌道へのアクセスの方法として、存在し得るプリカオス信号の種となる信号を、外部から導入することにより、信号の書き込み、読み出しを行い、一種のダイナミカルメモリのような動作が可能であることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Chaos in an active interferometer" J.Opt.Soc.Am B. 9. 261-265 (1992)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Dynamical behavior of optical nonliear system using a laser diode active interferometer" 静岡大学電子科学研究科研究報告書. 13. 23-28 (1992)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Period-three cycle in a chaotic system using a laser diode active interferometer" Opt.Commun.93. 311-317 (1992)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Period-one oscillation in a chaotic system with multimodal mapping" OSA Tech.Digest Series. 16. 325-327 (1992)
• [文献書誌] 劉雲、大坪順次、他: "光カオスにおける周期軌道のアクセス" 信学技法. NLP92. 25-30 (1992)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Regenerative spiking oscillations in a semicondutor laser with a nonlinear delayed-feedback" Phys.Rev.A. 47. 4392-4399 (1993)
• [文献書誌] T.Takizawa,Y.Liu,J.Ohtsubo: "Optical chaos in laser diode with electrical feedback from FP interferometer" From Galileo's occhialino to Optoelectornics(World Scientific). 858-862 (1993)
• [文献書誌] T.Takizawa,Y.Liu,J.Ohtsubo: "Chaos in a feedback Fabry-Perot interferometer" IEEE J.Quantum Electron.(掲載予定). (1994)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Intermittency in a delayed-differential system with a laser interferometer" Opt.Commun.(掲載予定). (1994)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Access of high mode oscillation in a delayed optical bistable system" Opt.Commun.(掲載予定). (1994)
• [文献書誌] Y.Liu,J.Ohtsubo: "Experimental control of chaos in a laser diode interferometer with delayed feedback" Opt.Lett.(掲載予定). (1994)