クラッドが負の光非線形係数をもつ光導波路の導波特性

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負の非線形係数材料をクラッドに用いた光導波路においては、入射光強度に応じて、クラッドの屈折率が低下するため、光導波作用をより促進するものと予想されるが、理論的には全く逆の現象を呈し、ある光強度以上では導波モードは存在せず、カットオフされる。本研究では、このようなクラッドが負の光非線形係数をもつ光導波路において、光波が如何に伝搬、カットオフされるかを一般的に扱い、その結果に基づいて、光制御デバイス応用について検討した。【.encircled1.】計算機シミュレーション負の非線形導波路構成として、励起子吸収ピーク波長より長波長側を用いたGaAs-AlGaAs多重量子井戸(MQW)構造を想定し、計算機解析を行った。非線形係数の大きさと光強度の関係を検討するため、非線形波の過渡的振る舞いをも含めた形で解くことができるビーム伝搬法を用いて計算機解析を行い、さらに比較的高速な演算を行うことが可能なように大幅なプログラム改良を行った。この結果、負の光非線形係数をもつ光導波路においては、あるパワーレベル以内の光波の伝搬しか許されず、パワーリミターとしての機能を有することが明らかとなった。【.encircled2.】光導波路実験実験系システムの構成としては、これまで、ビデオ信号処理系において光導波路出射面内光強度分布の1次元表示のみであったものを、コンピュータ処理の高速化によって、取り込んだ画像の立体的光強度分布をも表示できるシステムとして再構成した。そして、GaAa系薄膜導波路における近視野像の強度分布測定技術を一層確立した。現在、この技術を応用して、MQW構造のもつ非線形性確認のため、光導波路への入射光強度の変化に対する近視野像光強度分布の変化として確認する実験を行いつつある。