2020 Fiscal Year Annual Research Report
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18H01852
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
下谷 秀和 東北大学, 理学研究科, 准教授 (60418613)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / DFB / レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機半導体レーザーはブロードなスペクトルと物質の多様性のため，紫外から近赤外までのすべての波長をカバーするレーザーとして興味を集めている．そのための共振器構造として，単一縦モードと低い閾値が得られることから，一次元回折格子による分布帰還共振器（DFB）がよく用いられ，本研究の電流励起有機半導体レーザーでも採用している．DFBはグレーティング周期によって発振波長を制御できることから，一つの材料で様々な発光波長のレーザーを作製できるという利点もある．
DFBレーザーでは前進波の伝搬定数と回折格子によって誘起された後進波の伝搬定数が次の位相整合条件を満たすと，フォトニックストップバンドが生じ，レーザー発振はフォトニックストップバンド端の波長で起こる．伝搬定数は実効屈折率に依存するので，発振波長は回折格子周期だけでなく，導波路すなわち有機半導体の厚さにも依存する．そのため，発振波長の厚さ依存性が研究されてきた．予想に反し，有機半導体をドープした高分子のDFBレーザーにおいてどのモードのブラッグ条件とも合わない実験結果も報告されている．我々の研究でも同様にブラッグ条件と合わない結果が見られた．このことは，有機DFBレーザーにブラッグ条件以外の発振条件の存在を示唆しており，今後の有機半導体レーザーの発展のために，その条件を明らかにすることは重要である．
そこで，本研究では様々な厚さの有機半導体DFBレーザーを作製し，実験的に求めた屈折率を用いた計算との比較から，ブラッグ波長以外でも，異なる横モード間での位相整合条件が満たされ，ミニストップバンドが生じる波長でレーザー発振が起こることを明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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