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1999 Fiscal Year Annual Research Report

位相共役戻り光半導体レーザにおける光カオスとその応用に関する研究

Research Project

Project/Area Number 10650040
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

大坪 順次  静岡大学, 工学部, 教授 (00176942)

Keywords半導体レーザ / 光カオス / 位相共役光学 / 非線形光ダイナミクス / レーザ制御 / カオス同期
Research Abstract

半導体レーザに戻り光があると光出力は不安定化し、これが多くの光システムにおいて性能を劣化させる要因となっている。最近になって、この戻り光雑音と呼ばれるものは、系の非線形性と遅延特性によって発生する光カオスであるとの認識がなされ、その観点からの研究が進んでいる。また、この光カオスを積極的に使い、レーザの雑音制御や秘諾通信へ応用する試みがなされている。一方、3次の光非線形効果やフォトリフラクティブ効果に代表される位相共役光学の研究において、半導体レーザが光源として用いられるようになってきている。位相共役光学においては自動的に共役光が光源へ戻るために、戻り光によるレーザの安定化が問題となっている。
本研究では、半導体レーザを光源とする位相共役光学系において、レーザへ位相共役光が戻ったときの光出力の振る舞い、レーザダイナミクスについて、理論と実験から論じるとともに、通常の反射鏡からの戻り光効果との違いについての比較を行った。この結果、カー効果など速い時間応答を示す位相共役鏡からの戻り光が半導体レーザにあるときには、従来の戻り光効果とはかなり異なることが理論的に解明された。
本研究の応用に関して、位相共役戻り光のある半導体レーザにおける戻り光雑音制御や、カオス同期通信の応用についての検討を行った。光制御の場合、通常の鏡からの戻り光によってもレーザ出力を制御することはできるが、位相共役戻り光では位相ロッキング現象のため、より安定なカオス制御ができることがわかった。また、二つの半導体レーザを使ったカオス系においてはじめてナノ秒オーダーでの同期を実現した。安定したカオス系を発生させることができるという点について、このようなカオス同期通信のための戻り光光源として、位相共役戻り光半導体レーザは適している。

  • Research Products

    (33 results)

All Other

All Publications (33 results)

  • [Publications] Y.Ikuma,J.Ohtsubo: "Dynamics in Compound Cavity Semiconductor Lasers Induced by Small External Cavity Length Variation"Proc.of EOS Topical Meeting "Electromagnetic Optics". 55-56 (1998)

  • [Publications] S-Y.Ye,J.Ohtsubo: "Suppress of Chaotic Oscillations in a Semiconductor Laser with Optical Feedback"Proc.JICAST'98/CPST'98. 218-221 (1998)

  • [Publications] Y.Ikuma,J.Ohtsubo: "Dynamics in Compound Cavity Semiconductor Lasers Induced by Small External Cavity Length Change"IEEEJ.Quantum Electron.. Vol.34,No.7. 1240-1246 (1998)

  • [Publications] Y.Takiguchi,Y.Liu,J.Ohtsubo: "Low Frequency Fluctuation by Injection Current Modulation in Semiconductor Lasers with Optical Feedback"Opt.Lett.. Vol.23No.17. 1369-1371 (1998)

  • [Publications] J.Ohtsubo: "Feedback-Induced Chaos in Semiconductor Lasers"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 3-4 (1998)

  • [Publications] S-Y.Ye,J.Ohtsubo: "Experimental Control of Chaos in a Semiconductor Laser with External Optical Feedback"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 14 (1998)

  • [Publications] A.Murakami,J.Ohtsubo: "Dymamics in Semiconductor Lasers with Optical Feedback from Phaseconjugate Interferometer"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 15 (1998)

  • [Publications] Y.Takiguchi,Y.Liu,J.Ohtsubo: "Low Frequency Fluctuations in Semiconductor Lasers with Optical Feedback"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 16 (1998)

  • [Publications] A.Murakami,J.Ohtsubo: "Dynamics and Linear Stability Analysis in Semiconductor Lasers with Phase Conjugate Feedback"IEEEJ.Quantum Electron.. Vol.34No.10. 1979-1986 (1998)

  • [Publications] Y.Takiguchi,J.Ohtsubo,Y.Liu: "Intensity Instabilities in Long External Compound Cavity Semiconductor Laser"Proc.of IEEE/LEOS'98. 336-337 (1998)

  • [Publications] A.Murakami,J.Ohtsubo: "Stability and Dynamics in Semiconductor Lasers with Optical Feedback from Phase-Conjugate Interferometer"Proc.of IEEE/LEOS'98. 38-339 (1998)

  • [Publications] S.Y.Ye,J.Ohtsubo: "Experimental Investigation of Stability Enhancement in Semiconductor Lasers with Optical Feedback"Opt.Rev.. Vol.5No.5. 280-284 (1998)

  • [Publications] 大坪順次: "戻り光半導体レーザにおける光カオス"レーザ顕微鏡研究会第22回講演会論文集. 25-31 (1998)

  • [Publications] J.Ohtsubo: "Feedback Induced Instabilities and Chaos in Semiconductor Lasers and Their Applications"Opt.Rev.. Vol.6No.1. 1-15 (1999)

  • [Publications] 大坪順次、Peter Davis: "講演会報告「光カオスの新展開」"応用物理. Vol.68No.1. 86 (1999)

  • [Publications] Y.Takiguchi,H.Fujino,J.Ohtsubo: "Experimental Chaos Synchronization of Externally Injected Semiconducter Laser in Low-Frequency Fluctuation Regime"Abstract 5th Experimental Chaos Conference. 122-123 (1999)

  • [Publications] J.Ohtsubo,Y.Takiguchi,Y.Liu: "Low-Frequency Fluctuations and Frequency-Locking in Semiconductor Lasers with Optical Feedback"ICO-18 Technical Digest. SPIEVol.3749. 296-297 (1999)

  • [Publications] S.Fukuchi,S.Y.Ye,J.Ohtsubo: "Relaxation Oscillation Enhancement and Coherence Collapse in Semiconductor Laser with Optical Feedback"Opt.Rev.. Vol,.6No.4. 365-371 (1999)

  • [Publications] A.Murakami,J.Ohtsubo: "Characteristics of Semiconductor Lasers with Optical Feedback from Photorefractive Phase Conjugate Mirror"Opt.Rev.. Vol,.6No.4. 359-364 (1999)

  • [Publications] Y.Takiguchi,Y.Liu,J.Ohtsubo: "Low Frequency Fluctuation in Semiconductor Lasers with Long External Cavity Feedback and its Control"Opt.Rev.. Vol,.6No.4. 424-432 (1999)

  • [Publications] Y.Takiguchi,H.Fujino,J.Ohtsubo: "Experimental Synchronization of Chaotic Oscillations in External Cavity Semiconductor Lasers in Low-Frequency Fluctuation Regime"Opt.Lett.. Vol,.24No.22. 1570-1572 (1999)

  • [Publications] J.Ohtsubo: "LFF,Control and Synchronization in Semiconductor Lasers with Optical Feedback"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 8 (1999)

  • [Publications] H.Fujino,J.Ohtsubo: "Synchronization of Chaotic Oscillations in External-Cavity Semiconductor Lasers"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 14 (1999)

  • [Publications] Y.Takiguchi,H.Fujino,J.Ohtsubo: "Synchronization of Chaotic Oscillations of Compound Cavity Semiconductor Lasers in Low-Frequency Fluctuation Regime"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 17 (1999)

  • [Publications] H.Takahashi,A.Murakami,J.Ohtsubo: "Numerical Study on Chaos Synchronization in Two External-Cavity Semiconductor Lasers"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 18 (1999)

  • [Publications] A.Murakami,J.Ohtsubo: "Mode Selectivitity in Multimode Semiconductor Lasers"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 24 (1999)

  • [Publications] T.Tatsumi,J.Ohtsubo: "Stability Analysis of Semiconductor Lasers Subject to Optical Feedback from an Interferometer"Abstract ATR Workshop on Laser Chaos. 28 (1999)

  • [Publications] 大坪順次: "光カオス、非線形光学ダイナミクスを用いた光情報処理"第88回光コンピューティング研究グループ研究会予稿集. 19-24 (1999)

  • [Publications] 巽泰三、大坪順次: "干渉計からの戻り光を持つ半導体レーザの安定解析"Japan Optics'99 予稿集. 59-60 (1999)

  • [Publications] 藤野仁志、大坪順次: "二つの外部共振器半導体レーザにおけるカオス振動の同期実験"Japan Optics'99 予稿集. 61-62 (1999)

  • [Publications] 高橋宏和、村上篤、大坪順次: "二つの戻り光半導体レーザ間のカオス同期に関する数値解析"Japan Optics'99 予稿集. 63-64 (1999)

  • [Publications] Y.Takiguchi,H.Fujino,J.Ohtsubo: "Experimental Synchronization of Chaotic Oscillations in External Cavity Semiconductor Lasers in Low-Frequency Fluctuation Regime"Opt.Lett.. Vol.24No.22. 1570-1572 (1999)

  • [Publications] H.Fujino,J.Ohtsubo: "Expermental Synchronization of Chaotic Oscillations in External Cavity Semiconductor Lasers"Opt.Lett.. (掲載予定). (2000)

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Published: 2001-10-23   Modified: 2016-04-21  

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