| 研究課題/領域番号 |
17068011
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
栖原 敏明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90116054)
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| 研究分担者 |
藤村 昌寿 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80263218)
上向井 正裕 大阪大学, 大学院・工学研究科, 科学技術振興特任助手 (80362672)
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| キーワード | 光集積回路 / 半導体レーザ / 非線形光学 / 量子光学デバイス / 光導波路 |
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| 研究概要 |
本年度は擬似位相整合(QPM)非線形光学導波路を用いた光子対発生デバイスの理論解析と設計・試作、および集積半導体レーザの作製技術確立に重点を置いて研究し、以下の成果を得た。
1.相関光子対発生デバイスの特性予測と設計法確立のため、ユニタリ変換に基づく多モードモデルの詳細な量子論的特性解析を行い、各種光子対ビームの量子状態の完全な記述を初めて明らかにし、多くの設計・特性予測データを得た。
2.光通信波長(1.5μm)帯用導波型平行偏波光子対発生デバイスを設計・作製・評価した。理論予測に近い位相整合波長特性、波長帯域が得られ、光子一致検出実験により光子対の量子相関を実証できた。
3.これまで実現例のなかった直交偏波光子対発生デバイスを設計・作製した。Ti拡散LiNbO_3導波路を採用して非線形光学テンソル成分d_<15>利用Type II QPMによる同デバイスを作製し、波長可変半導体レーザで励起して特性測定を行い、理論予測とよく一致する位相整合波長特性、波長帯域幅、発生効率を得た。また光子一致検出実験で光子対の時間相関を調べ、量子相関を実証できた。
4.導波路QPMデバイスの高効率化と光損傷耐性改善のため、MgO添加LiNbO_3結晶におけるQPM構造形成技術を検討した。本グループが見出した新方法である周期的紫外光照射電圧印加法の改善を行った。また絶縁膜装荷加熱電圧印加による新たな形成法を見出した。
5.InGaAs曲線DBRレーザを量子機能実現の観点から改善し、20mAの低閾値、74%の微分量子効率、250mWの最高出力、50dBのサイドモード抑圧比などの高性能を達成した。
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