| 研究課題/領域番号 |
06452125
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
河口 仁司 山形大学, 工学部, 教授 (40211180)
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| 研究分担者 |
高橋 豊 山形大学, 工学部, 講師 (00260456)
松下 浩一 山形大学, 工学部, 助教授 (70124625)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 半導体レーザ / 光双安定 / ピッチフォーク型光双安定 / 面発光半導体レーザ / 歪量子井戸構造半導体レーザ / 全光型フリップ・フロップ動作 / 偏光スイッチング |
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| 研究概要 |
半導体レーザの発振偏光の双安定スイッチングに関する研究を系統的に行ない、以下の点について具体的な成果を得た。
(1)歪量子井戸構造半導体レーザの電極を3分割し、各電極に注入する電流を変化することにより、TEモードとTMモードに対する利得を制御し、光入力による偏波面のスイッチを実現した。
(2)進行波型のレート方程式を用い、解析によりスイッチング特性を明らかにした。面発光半導体レーザを用いることにより、100Gbit/s以上のフリップ・フロップ動作が可能なことがわかった。
(3)二つの直交する発振モードに対し利得がほぼ等しいという特徴を有する、面発光半導体レーザを用いて偏光双安定の実験的検討を行なった。面発光半導体レーザの動作温度を精密に制御し、偏波面で分解した電流-光出力特性にS字型双安定特性を得た。動作条件を変え、外部から発振光に近い波長をもつ光を注入することにより、ピッフォーク型の双安定も実現した。又、ピッチフォーク型双安定特性を用いて、外部から2つの直交する偏波をもつ光パルスを注入し、全光型フリップ・フロップ動作を実現した。
(4)モード同期により半導体レーザからパルス光を発生し、外部から注入するトリガ光として用い、面発光半導体レーザの5.3GHzまでの高速全光型フリップ・フロップ動作を確認した。これは、半導体レーザをベースとしたものでは、現在世界最高速のフリップ・フロップ動作である。一層の高速性を実証するため、トリガ入力として約3.5psの光パルスを用いた。その結果、双安定スイッチングの速度は20ps以下であることがわかった。ピコ秒トリガ光によるフリップ・フロップ動作でも、発振偏光はスイッチした後の偏光を長時間にわたって安定に持続することがわかった。
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