導波型第二高調波発生デバイスを用いた情報処理用集積化短波長光源の試作

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06555014
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 西原 浩 大阪大学, 工学部, 教授 (00029018)
• 研究分担者: 裏 升吾 大阪大学, 工学部, 助手 (10193955) ; 栖原 敏明 大阪大学, 工学部, 助教授 (90116054) ; 春名 正光 大阪大学, 医学部, 教授 (20029333)
• キーワード: 光第2高調波発生 / 非線形光学 / 光集積回路 / 光導波路

研究概要

本試験研究は、導波型第二高調波発生デバイスを中心素子として、光情報処理への応用に適した小型で短波長の集積化コヒーレント光源を実現することを目的としている。本年度に得られた成果を以下に要約する。
1.LiNbO_3導波路型疑似位相整合光第二高調波発生(QPM-SHG)デバイスの理論解析により種々の具体的デバイス設計例について理論性能と作製制度要求を明らかにし、試作のためのデータを蓄積した。
2.導波路QPM-SHGデバスと半導体レーザを集積した系の動作特性を理論解析してシステムとしての効率・出力・安定性に関するデータを得た。
3.高効率QPM-SHGデバイス用周期的分極反転構造形成の最も有効な方法となると期待される新しい電圧印加法について実験的に検討した。波板状の新規な周期電極と反転電流モニタ/電圧パルス自動制御回路を用いて理想に近い反転構造を再現性よく形成する技術を確立した。
4.電圧パルス印加法による分極反転構造を用いて、Nd:YAGレーザ励起緑色光発生用導波路型QPM-SHGデバイスおよびSHG半導体レーザ励起青色光発生用導波路型QPM-SHGデバイスを設計・試作した。実験で特性を評価し、両デバイスにつきこれまでの最高記録である100%W以上の規格化効率ち1mW以上の出力を達成した。
5.SHGデバイスの入出力端にミラーを設けて入力基本波を導波路内で巡回共振させるに共振型導波路QPM-SHGデバイスについて理論解析を行い、変換効率を増倍できることを示した。
6.プロトタイプの共振型導波路QPM-SHGデバイスを設計・試作し、Ti:Al_2O_3レーザを励起光源として用いた実験により2倍程度の変換効率増倍を達成した。

研究成果

• [文献書誌] T.Suhara: "Quasi phase watched waveguide SFG devices (invited paper)" Tech.Digest 5-th Optoelectronics Conf.OEC′94. 13A2-1 (1994)
• [文献書誌] T.Suhara,M.Fujimura H.Nisihara: "LiNbO_3 waveguide QPM-SFG devices with domain-inverted gratingd formed by electron-beam Scanning" Nonlinear Optics. 17. 345-356 (1994)
• [文献書誌] 須藤正明,藤村昌寿,栖原敏明,西原浩: "共振器型LiNbO_3導波路疑似位相整合SHGデバイスの検討" 平6秋応用物理学会学術講演会 講演予槁集. 平6秋. 22a-R-9 (1994)
• [文献書誌] 藤村昌寿,M.L.ボルツMMフェヤ-,栖原敏明,西原浩: "疑似位相調合用グレーティングの位相反転変調によるSHG位相不整合受容幅拡大" 電子情報通信学会論文誌. J77-C-I. 536-541 (1994)
• [文献書誌] 金高健二,藤村昌寿,栖原敏明,西原浩: "電圧印加によるLiNbO_3 SHGデバイス用分極反転グレーティング作製" 電子情報通信学会論文誌. J78-C-I(掲載予定). (1995)
• [文献書誌] K.Kintaka,M.Fujimura,T.Suhara,H.nisihara: "LiNbO_3 waveguide SHG devices with fervoele dric-clomain-inverted grodings farricated by applying voltage" Tech.Digest.PacificRim Conf.on Laser and Electro-Optics. CLEO PR′95(発表予定). (1995)
• [文献書誌] 栖原敏明: "量子電子光学" オーム社, 224 (1994)