Nd熱拡散LiNbO_3導波路レーザ/増幅素子の高性能化に関する研究

提高Nd热扩散LiNbO_3波导激光/放大器件性能的研究

• 批准号: 05650041
• 负责人: 春名 正光
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650041/
• 关键词: 光導波路; 希土類ドープレーザ; ニオブ酸リチウム; 光増幅器

本研究では、高性能NdドープLiNbO_3導波路レーザ/増幅素子の実現を目的として、基板材料の選択、導波路作製・評価を含めた系統的な実験的検討を行ない、安定かつ高効率なLiNbO_3導波路レーザ作製に成功した。1.6種類のNdドープLiNbO_3導波路を作製して、これらのNd吸収、光損傷、蛍光スペクトラムを測定・比較した結果、熱拡散でNdをドープしたMgO:LiNbO_3にプロトン交換・アニール法で形成した導波路がレーザ/増幅素子の材料として最適であることを初めて見出した。2.上記の導波路において、1084nmレーザ発振パワー25mW、スロープ効率50%を達成した。この特性は、これまで報告されたLiNbO_3導波路レーザより優れており、また再現性良く安定かつ高効率なレーザ発振が得られる。3.増幅については、光通信波長帯(1.5μm)で検討を行ない、Er熱拡散LiNbO_3導波路においてグロスゲイン16.5dBを得た。さらに、基底準位吸収を低減するためにEr選択熱拡散の最適化について継続して検討している。4.上記の実験と並行して、ArFエキシマレーザアブレーションによるLiNbO_3単結晶膜成長を行ない、Nd、Er等の希土類ドープLiNbO_3光導波路膜堆積の基礎データを蓄積した。これはレーザ/増幅機能を有するLiNbO_3光機能デバイスの新たな展開を示唆するものである。

In this study, the realization of high performance Nd: LiNbO_3 waveguide/amplitude-increasing element, the selection of substrate materials, the evaluation of waveguide fabrication, including the implementation of system, the stability and high efficiency LiNbO_3 waveguide fabrication were successfully discussed. 1.6 Nd: LiNbO_3 waveguide preparation method, Nd: MgO: LiNbO_3 waveguide preparation method, Nd: MgO: LiNbO_3 waveguide preparation method, Nd: MgO:LiNbO_3 waveguide preparation method, Nd: MgO:LiNbO_3 waveguide preparation method 2. Note that the wavelength of the waveguide is 25mW, and the wavelength efficiency is 50%. The characteristics of LiNbO_3 waveguide are reported as follows: excellent stability, high efficiency and vibration. 3. Increasing the amplitude of the optical waveguide, the wavelength range of the optical communication (1.5μm), the wavelength range of the thermal dispersion LiNbO_3 waveguide, and the wavelength range of the optical communication (16.5 dB) are obtained. In addition, the substrate level absorption is reduced, and the heat dissipation is optimized. 4. In this paper, we describe the basic structure of LiNbO_3 optical waveguide film deposition in the process of LiNbO_3 single crystal film growth, Nd, Er, etc. LiNbO_3 optical function is a new type of optical function.

项目成果

Masamitsu Haruna: "Laser-beam writing for integrated-optic devices in LiNbO_3" Proc.SPIE(The International Society of Optical Engineering). 2045. 99-109 (1993)

Masamitsu Haruna：“LiNbO_3 集成光学器件的激光束写入”Proc.SPIE（国际光学工程学会）。

Masamitsu Haruna: "Laser Processing for integrated-optic devices in LiNbO_3" Proc.Int'l Conf.Photo-Excited Process and Applications(ICPEPA'93). 1. 105 (1993)

Masamitsu Haruna：“LiNbO_3 集成光学器件的激光处理”Proc.Intl Conf.Photo-Excited Process and Applications (ICPEPA93)。

Masamitsu Haruna: "Efficient laser oscillation in thermally Nd-diffused MgO:LiNbO_3 single-mode waveguides" Electronics Letters. 30 to be published. (1994)

Masamitsu Haruna：“热 Nd 扩散 MgO:LiNbO_3 单模波导中的高效激光振荡”《电子通讯》。

Masamitsu Haruna: "Epitaxial growth of LiNbO_3 optical-waveguide films by excimer laser ablation" Proc.SPIE(The International Society of Optical Engineering). 2045. 133-140 (1993)

Masamitsu Haruna：“通过准分子激光烧蚀实现 LiNbO_3 光波导薄膜的外延生长”Proc.SPIE（国际光学工程学会）。

Hideki Maruyama: "Compact and efficient TE-TM mode splitter using directional coupling between heterogeneous waveguides in LiNbO_3" Digest of 5th Optoelectronics Conference(OEC'94). 5 to be published. (1994)

Hideki Maruyama：“利用 LiNbO_3 中异质波导之间的定向耦合的紧凑高效 TE-TM 模式分离器”第五届光电会议摘要（OEC94）。