超広帯域光増幅器の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13026211
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 山田 実 金沢大学, 工学部, 教授 (80110609)
• 研究分担者: 桑村 有司 金沢大学, 工学部, 講師 (10195612)
• キーワード: 光増幅器 / 広帯域光増幅器 / 一方向性光増幅器 / 電子ビーム / 自由電子レーザ / チェレンコフ・メーザ / 非可逆素子 / 真空

研究概要

通常のレーザや光増幅器は、材料中の電子エネルギー準位間での電子遷移を利用して、光の誘導放出を行っている。このため、発振や増幅できる波長は、材料固有のエネルギー準位で定まっている。本研究では、新しい光増幅器の原理として、誘電体導波路を真空中に置き、加速した電子ビームを誘電体導波路に沿って走行させ、電子ビームのエネルギーで光増幅を行う、新しい構想の光増幅器の開発を行っている。
本特定領域研究が始まるまでの各種予算により、1号機の実験装置を作製していたが、昨年の本研究費で2号機を作製し、さらに1号機も改良した。昨年までの実験は、誘電体導波路に外部から光入射をしないで、自然放出の発生とそれを種とした誘導放出の測定を目指したものだった。
今年度は、SOI基板を用いて、曲がり部を持った誘電体導波路を作製し、側端面から光を入射させ、電子ビームによる光増幅を試みた。結果的には、理論的に予測された電子加速電圧で、光増幅が確認できた。
なお、光増幅の実験に時間を使ったので、マイクロ波での増幅実験は殆ど実施できなかった。
電子ビームにより導波路が帯電する為、動作が不安定であり、実験の再現性が良くない。導波路のアースを確実にする技術を検討しており、来年度は光増幅や諸現象の詳細なデータを取りたい。また、マイクロ波の増幅も開始する。

研究成果

• [文献書誌] M.Ahmed: "Influence of instantaneous mode competition on dynamics of semiconductor lasers"IEEE J. Quantum Electron. 38,6. 682-693 (2002)
• [文献書誌] S.Abdulrhmann: "Influence of nonlinear gain and nonradiative recombination on the quantum noise in InGaAsP Semiconductor lasers"Optical Review. 9,6. 260-268 (2002)
• [文献書誌] M.Yamada: "On Dynamics of modes and noises in semiconductor lasers"AIUB Journal of Science and Engineering. 1,1. 6-15 (2002)
• [文献書誌] 桑村有司: "平面型半導体光変調器の特性改良"電子情報通信学会論文誌. J85-C,12. 1230-1231 (2002)
• [文献書誌] K.Noda: "Characterization of Sn-doped In2O3 film on roll-to-roll flexible substrate prepared by DC magnetron sputtering"Jpn.J.Appl.Phys.. 42,1,1,. 217-222 (2003)
• [文献書誌] S.Abdulrhmann: "New model of analysis of semiconductor laser dynamics under strong optical feedback in fiber communication systems"Proceedings of SPIE. 4986. 1-12 (2003)
• [文献書誌] 山田実: "半導体レーザ入門"技術情報協会. 99 (2003)