超短共振器レーザーにおける自然放出制御および超低閾値化に関する研究

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1.理論(1)ファブリィ・ペロー型超短共振器における自然放出率の理論を、二準位原子に対するものから、現在使用している色素等に適合するものに改良した。すなわち、発光原・分子が自由空間で持つ、均一および不均一広がりを熱浴で記述し、自然放出の過程をマスター方程式を用いて解いた。その結果大きい広がりのある場合はほぼそれに反比例する放出率の減少が見られた。(2)速度方程式近似の下で、定常発振時の誘導放出光と自然放出光との比を求め、これから励起入力に対する出力光の偏光度を推定したところ入力出特性よりも急峻な閾特性が得られた。これは閾値を実験的に定めるために利用できる。(3)ファブリィ・ペロー型超短共振器における自然放出の放射パターンの計算を非対称共振器の場合へ拡張した。低反射率側に強いローブが得られた。2・実験(1)共振器長1λ程度の超短共振器にローダミン6Gのアルコール溶液を注入し、510nm、パルス幅0.6nsの励起光パルスを照射し、出力光が自然放出領域から発振領域へ緩やかに移行することを観察した。推定される自然放出の共振器への結合率は0.01程度である。(2)同上の系において、励起パルス光を直線偏光としたとき、入力を増加させると出力の偏光度が0から1へと急峻に上昇することを観測した。(3)新たな試験レーザー材料としてEuキレートを3種類作成し、511nmにピークのある螢光を確認した。