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半導体レーザにおける発振線幅と強度雑音およびモード競合作用の関係を示す方程式を導出した。自然放出光のゆらぎが上記種々の現象での原因になており、モード競合作用がこれらの現象を増大させていると仮定して定式化した。この理論でAlGaAsレーサについて数値的な結果を算出した。主発振モードに対する近接微弱モードの影響は、出力強度比が0.1〜10の範囲になるとモード競合により線幅が急増し、数10【GH_2】になることが示された。また、モード競合の影響は、強度雑音への方が線幅増大現象よりも大きく影響する。なお、強度雑音を電気的負帰還法で低減化した場合には、レーザ内部の電子数ゆらぎが抑制されるので、線幅を狭くする効果があるかどうかも理論的に吟味したが、強度雑音低減化用の電気的負帰還法では線幅は狭くならないことが示された。
実験的な研究としては、AlGaAsレーザを用い、戻り光により雑音を誘起してその時の線幅の変化を測定した。モード競合が生ずると線幅が急増することが、定性的ではあるが確認できた。また、単一モード動作時での線幅増大現象と強度雑音の関係を定量的に測定した。I/Im=1.7の動作で相対雑音強度(RIN)が【10^(-14)】【H2^(-1)】程度の時の線幅はΔf【〜!〜】4【MH_2】であり、【10^(-11)】【H2^(-1)】の時にはΔf【〜!〜】18【MH_2】に増加した。なお、電気的負帰還法の実験では、強度雑音低減時にΔfは2部以上広がってしまった。
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