半導体レーザーの光位相同期による高コヒーレント・高出力光の発生

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昨年度に引き続き半導体レーザーのコヒーレンスおよび出力向上を行うための実験を行った。コヒーレンス向上の関しては周波数安定化に用いる基準共振器の開発を主に行った。反射率99.99%以上のスーパーキャビティー用ミラーを用いてフィネス約20、000で共振線幅数10kHzを得る事ができた。またこれを真空チェンパーの中にワイヤーで釣ることによって防音・防振を行い、基準共振器の安定度向上を行った。また安定化レーザーの周波数安定度の評価およびレーザーの絶対周波数安定化のためにCa原子の超高分解能分光を行うつもりで、これに必要な線幅10kHz以下の657nmレーザー光源を可視半導体レーザーと回折格子による外部共振器を用いて実現した。高出力化に関しては複数のレーザー出力のコヒーレントな足し合わせ(コヒーレント重畳)を行った。出力100mWのAlGaAs高出力半導体レーザーを用い、注入同期によって3台のレーザーの周波数を一致させ、各々の出力の光位相を制御することによって出力の足し合わせを行う事ができた。足し合わせの効率は2台の時には約85%、3台の時には68%が得られた。今後さらにレーザーの数を増やしていく事によって1W近い出力を得る事も可能になる。(中川)半導体レーザーからの強度スクィーズド光発生の実験を行うつもりでおりその準備を今回行った。AlGaAs半導体レーザーを液体窒素によって約-200℃に冷却することによってしきい値電流を数mA程度まで下げることができた。これによってスクィーズド光発生に必要なしきい値の10倍以上の注入電流が得られる事になり、さらにスクィズド光が発生しているかどうか強度雑音スペクトル測定を行っていくつもりである。(吉田)