２次元微小共振器半導体レーザの動的特性の解明と制御

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760039
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 砂田 哲 金沢大学, 機械工学系, 助教 (10463704)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 2次元微小共振器 / 半導体レーザ / カオス / 同期現象

研究概要

2次元微小共振器半導体レーザは，共振器形状に依存して多彩な発振現象を示す．本研究では，様々な形状の2次元共振器レーザの動的特性を調べ，次の3つの結果を得た．(i)カオス共振器と呼ばれる形状の2次元共振器レーザでは，発振モード間の同期現象により複数の発振モードの統合が起こり，単一波長の安定発振が可能となることを明らかにした．(ii) 多重反射を利用して長光遅延を与える2次元共振器構造を提案し，それをあるレーザの外部共振器として用いることで，約1 GHzの帯域のレーザカオス現象を発生できることを示した．(iii) また，レーザ位相ダイナミクスにおいて共通ノイズ同期現象が生じることも明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Anticorrelated Bidirectional Output of Quasistadium-Shaped Semiconductor Microlasers (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Shinohara, T. Fukushima, S. Sunada, T. Harayama, K. Arai, K. Yoshimura
  • 雑誌名: Opt. Rev. 巻: Vol. 21, No.2 ページ: 113-116
  • DOI: 10.1007/s10043-014-0018-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective excitation of lowest-order transverse ring modes in a quasi-stadium laser diode (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Shinohara, S. Sunada, T. Harayama, K. Arai, K. Sakaguchi, and Y. Tokuda
  • 雑誌名: Opt. Lett. 巻: Vol. 38 ページ: 4158-4160
  • DOI: 10.1364/OL.38.004158.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable single-wavelength emission from fully-chaotic microcavity lasers (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sunada, T. Fukushima, S. Shinohara, T. Harayama, and M. Adachi
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: Vol. 88 ページ: 013802
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.88.013802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lowest-order axial and ring mode lasing in confocal quasi-stadium laser diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Sunada, T. Harayama, K. Sakaguchi, and Y. Tokuda
  • 雑誌名: Appl. Opt. 巻: Vol. 51, Issue 14 ページ: 2515-2520
  • DOI: 10.1364/AO.51.002515
  • 査読あり
• [学会発表] Nonlinear Modal Dynamics in Two-Dimensional Cavity Microlasres (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Shinohara, T. Fukushima, S. Sunada, T. Harayama, K. Arai and K. Yoshimura
  • 学会等名: Proc. of Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2013)
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] Physical random number generation using photonic integrated circuit with mutually-coupled semiconductor lasers (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Takahashi, Y. Akizawa, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
  • 学会等名: Frontiers in Optics 2013 Technical Digest
  • 発表場所: (on CD-ROM FW4C.2)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Ray dynamical simulation of Penrose unilluminable room cavity (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Shinohara, S. Sunada, T. Harayama, K. Sakaguchi, and Y. Tokuda
  • 学会等名: Frontier in Optics, OSA Technical Digest
  • 発表場所: (on CD-ROM JW3A.19)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Noise effects on generalized chaos synchronization in semiconductor lasers (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Arai, S. Shinohara, S. Sunada, K. Yoshimura, T. Harayama, and A. Uchida
  • 学会等名: Proc. of Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2013)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Noise amplification based on dynamical instability and nondeterministic random bit generators (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sunada, T. Harayama, P. Davis, K. Arai, K. Yoshimura, K. Tsuzuki, M. Adachi, and A. Uchida
  • 学会等名: Proc. of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012)
  • 発表場所: (pp. 263-267)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Nonlinear Dynamics in a Photonic Integrated Circuit for Fast Chaos Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Akizawa, R. Takahashi, H. Aida, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
  • 学会等名: Proc. of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012)
  • 発表場所: (pp. 134-137)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Random Number Generation in a Photonic Integrated Circuit for Fast Chaos Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y. Akizawa, H. Aida, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
  • 学会等名: Proc. of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012)
  • 発表場所: (pp. 138-141)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Multi-Bit Sampling from Chaotic Time Series in Random Number Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Arai, T. Harayama, P. Davis, and S. Sunada
  • 学会等名: Proc. of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012)
  • 発表場所: (pp. 268-271)
  • 年月日: 20120000