ブロードエリア半導体レーザにおけるフィラメンテイションの解明と制御

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360030
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 大坪 順次 静岡大学, 工学部, 教授 (00176942)
• 研究分担者: 生源寺 類 静岡大学, 工学部, 助教 (90432195)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 半導体レーザ / フィラメント / レーザ不安定 / レーザ制御 / レーザカオス

研究概要

数十μm幅の広い活性層を持つブロードエリア半導体レーザは、高出力レーザとして期待されているが、通常の狭活性層幅のレーザとは異なり、レーザ発振においてフィラメントと呼ばれる光強度の時間、空間に微細な不規則振動が見られる。このフィラメントにより、レーザ発振の質は著しく劣化する。本研究においては、このフィラメント構造の理論的解析を行い、これを外部戻り光、あるいは光同期注入の方法により抑制する研究を理論と実験の両面から行った。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamics of Broad-Area Semiconductor Lasers with Short Optical Feedback (2010)
  • 著者名/発表者名: omokazu Tachikawa, Satoshi Takimoto, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 雑誌名: IEEE J. Quantum Electron Vol.46,No.2 ページ: 140-149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Multi-Path Interference in Broad-Area Semiconductor Lasers with Optical Feedback (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Tachikawa, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 雑誌名: Opt. Rev Vol.16,No.5 ページ: 553-559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Spatio-Temporal Dynamics of Broad-Area Semiconductor Lasers by Strong Optical Injection (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takimoto, Tomokazu Tachikawa, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 雑誌名: IEEE Photon. Technol. Lett Vol.21,No.15 ページ: 1051-1053
• [雑誌論文] Numerical Study of Doppler Dynamics in Self-Mixing Semiconductor Lasers (2009)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo, Hiroki Kumagami, Rui Shogenji
  • 雑誌名: IEEE Photon. Technol. Lett Vol.21,No.11 ページ: 742-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] 戻り光量子ドットVCSELにおけるダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 高林巨樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2009 ページ: 402-403
• [雑誌論文] 戻り光面発光半導体レーザにおけるカオス同期特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨田慎也, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2009 ページ: 410-411
• [雑誌論文] ブロードエリア半導体レーザにおける光注入特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2009 ページ: 410-411
• [雑誌論文] 半導体レーザにおける戻り光ダイナミクスと自己混合ドップラダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪順次, 生源寺類
  • 雑誌名: 2009年度第6回電子情報通信学会レーザ量子エレクトロニクス(LQE)研究会技術報告 Vol.109No.331 ページ: 1-6
• [雑誌論文] 戻り光量子ドットレーザにおけるダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 高林巨樹、大坪順次、生源寺類
  • 雑誌名: 2009年度第6回電子情報通信学会レーザ量子エレクトロニクス(LQE)研究会技術報告 Vol.109No.331 ページ: 7-10
• [雑誌論文] Chaotic Dynamics in Semiconductor Lasers Subjected to Polarization-Rotated Optical Feedback (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasutoshi Takeuchi, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett Vol.93,No.18 ページ: 181105-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] 直交戻り光半導体レーザにおけるTE-TMモードカオスダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹内康敏, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2008 ページ: 334-335
• [雑誌論文] 戻り光ブロードエリア半導体レーザにおける高速周期振動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 立川友和, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2008 ページ: 336-337
• [雑誌論文] 光注入ブロードエリア半導体レーザにおける高速パターンダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2008 ページ: 340-341
• [雑誌論文] 面発光半導体レーザにおける光注入ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤正彦, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2008 ページ: 340-341
• [雑誌論文] 面発光半導体レーザの戻り光特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青山拓, 生源寺類, 大坪順次
  • 雑誌名: Optics & Photonics Japan 2008 ページ: 342-343
• [雑誌論文] 高帯域半導体レーザの発生と同期 (2007)
  • 著者名/発表者名: 砂子修一, 大坪順次, 生源寺類
  • 雑誌名: 信学技報 vol.107,no.184 ページ: 39-43
• [雑誌論文] ブロードエリア半導体レーザの時空間ダイナミクス (2007)
  • 著者名/発表者名: 三ツ井英男, 大坪順次, 生源寺類
  • 雑誌名: 信学技報 vol.107,no.184 ページ: NLP2007-53, 1-5
• [雑誌論文] Nonlinear Dynamics in Semiconductor Lasers and VCSELs (2007)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo
  • 雑誌名: CLEO Europe ページ: CB-2101
• [学会発表] 光注入ブロードエリア半導体レーザにおけるビームプロファイル (2010)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第57回応用物理関係連合講演会
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 短外部共振器戻り光ブロードエリア半導体レーザにおける戻り光ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田昂, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第57回応用物理関係連合講演会
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 面発光半導体レーザの利得モデルと光注入ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 高山誠史, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第57回応用物理関係連合講演会
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 直交偏光戻り光半導体レーザにおけるダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村啓三, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第57回応用物理関係連合講演会
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 半導体レーザにおける戻り光カオスと自己混合ドップラダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪順次, 生源寺類
  • 学会等名: 2009年度第6回電子情報通信学会レーザ量子エレクトロニクス(LQE)研究会
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] 戻り光量子ドットレーザにおけるダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 高林巨樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 2009年度第6回電子情報通信学会レーザ量子エレクトロニクス(LQE)研究会
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] 戻り光量子ドットVCSELにおけるダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 高林巨樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2009
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] 戻り光面発光半導体レーザにおけるカオス同期特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨田慎也, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2009
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] ブロードエリア半導体レーザにおける光注入特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2009
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] Spatio-Temporal Dynamics in Broad-Area Semiconductor Lasers (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takimoto, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 学会等名: 6th Korean-Japanese Students Workshop
  • 年月日: 20091000
• [学会発表] Dynamics in Vertical-Cavity Surface-Emitting Semiconductor Lasers with Optical Feedback (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Aoyama, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 学会等名: 6th Korean-Japanese Students Workshop
  • 年月日: 20091000
• [学会発表] 戻り光面発光半導体レーザにおけるカオス同期ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨田慎也, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 面発光半導体レーザにおける戻り光ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 青山拓, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 戻り光量子ドットレーザにおけるダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 高林巨樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Semiconductor Laser Chaos: Past, Present, and Future (2009)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo
  • 学会等名: CHAOS 2009 (CATS Workshop)
  • 発表場所: Crete, Greece
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] Dynamics and Chaos Synchronization of TE-TM Orthogonal Optical Feedback in Semiconductor Lasers (2009)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo, Yasutoshi Takeuchi, Rui Shogenji
  • 学会等名: CHAOS 2009 (CATS Workshop)
  • 発表場所: Crete, Greece
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] 戻り光量子ドットレーザにおけるカオスダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 高林巨樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第56回応用物理関係連合講演会
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 戻り光面発光半導体レーザにおける偏光を考慮したカオス同期 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨田慎也, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第56回応用物理関係連合講演会
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 光注入ブロードエリア半導体レーザにおけるカオスダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 大坪順次, 生源寺類
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 短い外部共振器ブロードエリア半導体レーザにおけるパワーダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 立川友和, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 面発光半導体レーザにおける光注入ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤正彦, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 戻り光面発光半導体レーザのダイナミクス特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青山拓, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 直交戻り光半導体レーザにおけるTE-TMモードカオスダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹内康敏, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] レート方程式を用いた自己混合半導体レーザードップラーダイナミクス解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊谷広樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 直交戻り光半導体レーザにおけるTE-TMモードカオスダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹内康敏, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2008
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 面発光半導体レーザの戻り光特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青山拓, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2008
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 面発光半導体レーザにおける光注入ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤正彦, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2008
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 戻り光ブロードエリア半導体レーザにおける高速周期振動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 立川友和, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2008
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 光注入ブロードエリア半導体レーザにおける高速パターンダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2008
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Fast Periodic Oscillations in Broad-Area Semiconductor Lasers with Short Optical Feedback (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Tachikawa, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 学会等名: Dynamic Days 5 Pacific Rim
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20080909-20080912
• [学会発表] TE-TM Mode Dynamics in Semiconductor Lasers Subjected to Polarization-Rotated Optical Feedback (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasutoshi Takeuchi, Rui Shogenji, Junji Ohtsubo
  • 学会等名: Dynamic Days 5 Pacific Rim
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20080909-20080912
• [学会発表] 帯域拡大された半導体レーザにおけるカオス同期領域 (2008)
  • 著者名/発表者名: 砂子修一, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 直交戻り光半導体レーザによるカオス同期 (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹内康敏、生源寺類、大坪順次
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 面発光半導体レーザにおける直交光注入同期特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤正彦, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 垂直共振器型面発光レーザにおける戻り光特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青山拓, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 数値解析による光注入ブロードエリア半導体レーザビームプロファイルの改善 (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀧本覚司, 三ツ井英男, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 高帯域半導体レーザカオスキャリアの発生と同期 (2008)
  • 著者名/発表者名: 砂子修一, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第28回レーザー学会年次大会
  • 年月日: 20080100
• [学会発表] ブロードエリア半導体レーザにおける光注入ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 三ツ井英男, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第28回レーザー学会年次大会
  • 年月日: 20080100
• [学会発表] 自己混合半導体レーザにおけるLDV数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊谷広樹, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 平成20年度計測自動制御学会中部支部静岡地区計測制御研究発表会
  • 年月日: 2008-12-20
• [学会発表] 直交戻り光半導体レーザにおけるTE-TMモードカオスダイナミクス (2007)
  • 著者名/発表者名: 竹内康敏, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] ブロードエリア半導体レーザにおける光注入特性の数値解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三ツ井英男, 大坪順次, 生源寺類
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 面発光半導体レーザにおける光注入同期特性のバイアス電流依存特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤正彦, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 戻り光ブロードエリア半導体レーザにおける高周波周期振動の数値解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 立川友和, 生源寺類, 大坪順次
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 高帯域半導体レーザカオスの発生とカオス同期 (2007)
  • 著者名/発表者名: 砂子修一, 大坪順次, 生源寺類
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会(NLP)
  • 年月日: 20070800
• [学会発表] ブロードエリア半導体レーザの時空間ダイナミクス (2007)
  • 著者名/発表者名: 三ツ井英男, 大坪順次, 生源寺類
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会(NLP)
  • 年月日: 20070800
• [学会発表] Nonlinear Dynamics in Semiconductor Lasers and VCSELs (2007)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo
  • 学会等名: CLEO Europe 2007
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20070600
• [図書] フォトニクス情報処理入門 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪順次
  • 総ページ数: 213
  • 出版者: コロナ社
• [図書] Semiconductor Lasers: Stability, Instability and Chaos; 2nd Edition (2008)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo
  • 総ページ数: 476
  • 出版者: Springer-Verlarg
• [図書] Chaos Control in Semiconductor Lasers in Handbook of Chaos Control(Eds.) (2007)
  • 著者名/発表者名: Junji Ohtsubo
  • 総ページ数: 475-499
  • 出版者: Wiley-VCH
• [備考]
  • URL: http://www.sys.eng.shizuoka.ac.jp/~ohtsubo1/