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

1995 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

平成7年度は前年度に引続いて光第2高調波発生部の性能改善を行うとともに、さらに高度な機能を持つ集積化光源の実現のため理論的・実験的検討を行い、以下のような成果を得た。
(1)平成6年度の成果である分極反転構造の電圧パルス印加法による形成技術に関して改善を加え、半導体レーザを一次光源として光第2高調波発生を行う集積化光源(SHG部の相互作用長3mm)を試作した。特性評価の実験を行い、150%/Wの規格化効率を達成した。
(2)さらに高効率化を図るために相互作用長の拡大について検討を行い、10mmまでの長尺の分極反転構造の作製技術や導波路作製技術などの要素技術を確立し、1000%/Wの規格化効率達成の見通しを得た。
(3)進行波型デバイスの導波路両端面に誘電体多層膜からなる反射器を付加することにより、共振器型のデバイスを作製し、その第二高調波発生特性を波長可変半導体レーザを一次光源として用いた実験で評価した。その結果、進行波型デバイスに比較して約8倍のSHG変換効率の増倍を達成した。
(4)光源の導波路に周期電極を付加して共振条件を電気光学効果で制御して出力光強度を変調できるようにした集積化光源を設計・試作し、その特性を評価する基礎実験を行った。
高調波出力の短波長化の検討を行い、実際に周期約2μmの分極反転構造を有する紫外光発生デバイスを試作し、波長383nmまでの紫外光の発生、70%/Wの規格化効率、1mW以上の出力を達成した。
(6)応用領域の調査研究を行うとともに、集積化短波長光ディスクピックアップなど、より高度な集積化デバイスへの発展可能性について検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] K.Kintaka,M.Fujimura T.Suhara and H.Nishihara: "High-efficiency LiNbO_3 waveguide second-harmonic generation devices with ferroele otric-domain-inverted gratings fabricated by applying voltage" J.Lightwave Tech.14(掲載予定). March(No.3) (1996)
• [文献書誌] M.Fujimura,M.Sudoh,K,Kintaka T,Suhara and H.Nishihara: "Demonstration of efficient SHQ in periodically poled LiNbO_3 waveguide by resonant effect" Tech.Digest Topical Meeting on Advanced Solid State Lasers. ASSL'96. PDP-19 (1996)
• [文献書誌] M.Fujimura,M.Sudoh,K,Kintaka T.Suhara and H.Nishihara: "Resonant quasi-phase-matched second-harmonic generation in LiNbO_3 waveguide" Tech.Digest Microoptics Conference. MOC'95. 308-311 (1995)
• [文献書誌] K,Kintaka,M.Fujimura T.Suhara and H.Nishihara: "LiNbO_3 waveguide SHG devices with ferroeledric-domain-inverted gratings fabricated by applying voltage" Tech.Digest Pacific Rim Conf.on Lasers and Electro-Optics. CLEO/PR'95. FE-4 (1995)
• [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. 238-245 (1995)
• [文献書誌] 栖原敏明: "導波型SHGデバイスの最近の動向" 光技術コンタクト. 33. 23-31 (1995)