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本研究においては、端面発光半導体レーザと面発光半導体レーザ（VCSEL）に着目し、直交する偏光成分へ戻り光を施し直交偏光モードを励起することにより、新しいカオス発生の原理・ダイナミクスを明らかにする。さらに、励起されたカオス振動を光乱数発生やカオス秘匿通信におけるランダムマスクキャリアとして応用する方法について理論および実験的研究を行う。
端面発光半導体レーザの直交偏光戻り光カオスの研究においては、本年度は双方向光注入に着目した。まず、偏向回転させない系において、双方向光注入の場合にお互いのレーザ間での引っ張り合いが生じ、カオス同期ができない状況が生じることがわかった。これは、本来対称な結合系であったものが、統計的な雑音とみなせる自然放出光によってその対称性が崩れた結果である。自然放出光がない場合に零遅延で完全同期が達成されるはずであったものが、自然放出光によって乱されたと解釈できる。このことは、理論と実験によって確認された。さらに、偏光回転した場合の結合についても理論的検討が進み、現在実験を計画している。端面発光半導体レーザに限らず、VCSELの相互結合においても自然放出雑音は同様な役割を果たしていることがわかった。このような相互結合したレーザ間でのカオス同期と、これに基づく双方向信号伝送に基づいた秘匿信号処理についても検討を進めた。
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