超広帯域光増幅器の開発

超宽带光放大器的研制

• 批准号: 13026211
• 负责人: 山田 実
• 金额: $ 22.91万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13026211/
• 关键词: 光増幅器; 超広帯域光増幅器; 一方向性光増幅器; 電子ビーム; 自由電子レーザ; チェレンコフ・レーザ; マイクロ波増幅; 進行波管; 広帯域光増幅器; チェレンコフ・メーザ; 非可逆素子; 真空; 広帯域光増幅; 一方向性光増幅

通常のレーザや光増幅器は、材料中の電子エネルギー準位間での電子遷移を利用して、光の誘導放出を行っている。このため、発振や増幅できる波長は、材料固有のエネルギー準位で定まっている。本研究では、新しい光増幅器の原理として、誘電体導波路を真空中に置き、加速した電子ビームを誘電体導波路に沿って走行させ、電子ビームのエネルギーで光増幅を行う、新しい構想の光増幅器の開発を行っている。昨年度までの実験で,理論的に予測された電子加速電圧で、光増幅を観測できた。しかし,電子ビームが導波路表面に接触するため,電子ビームの走行が不安定になったり,真空チャンバー内に残留している炭素原子が導波路表面に付着するため,実験の再現性が極めて悪かった。そこで,今年度は電子ビームの位置をパルス状電流で偏向し,短い時間だけに導波路に接触させた。また,電子ビームが導波路に接触してからの過渡現象を観測した。その結果,電子ビームが導波路に接触した時点で光が増幅され,しばらくして導波路中の電子数増加による光吸収が生ずることが観測できた。また,光増幅が生ずる光波長と電子加速電圧との分散関係が理論計算と良く一致した。40〜45KVで加速された電子ビームを用いた光増幅作用を実証することができた。また,光増幅と類似の構成で,マイクロ波増幅の実験も行った。約37KVの加速電圧で,37GHz付近のマイクロ波増幅を観測した。本研究は,マイクロ波〜X線領域までの電磁波について,統一的な原理での増幅が可能であることを示し,さらに実用化を目指す研究である。3年間の特定研究によりマイクロ波と光領域での増幅作用を実証できた。

Generally, the electron transfer between electron growth levels in materials is utilized by optical amplifiers and induced emission. The wavelength, amplitude, and inherent quality of the material are determined. In this paper, the principle of the new optical amplifier is studied, the dielectric waveguide is placed in vacuum, the acceleration of the electron beam is carried out along the dielectric waveguide, the electron beam is generated, the optical amplitude is increased, and the new optical amplifier is developed. In the past year, the theoretical prediction of electron acceleration voltage and optical amplitude has been carried out. Contact between the electron and the waveguide surface, unstable behavior of the electron, residual carbon atoms in the vacuum, and excellent reproducibility. In this year, the position of the electron beam is different from that of the current beam, and the contact time of the waveguide is short. The transition phenomenon of electron wave path contact is measured. As a result, the light amplitude increases when the electron number in the waveguide increases, and the light absorption increases when the electron number in the waveguide increases. The dispersion relationship between the wavelength of light and the electron acceleration voltage is well consistent with the theoretical calculation. 40 ~ 45KV acceleration of the electron beam is used to increase the amplitude of the beam. The amplitude of light is similar to that of light. The amplitude of light is similar to that of light. The acceleration voltage is about 37 kV, and the amplitude of the near wave is measured at 37GHz. This study aims to demonstrate the possibility of increasing the amplitude of electromagnetic waves in the field of X-ray and X-ray, and to study their practical application. 3 years of specific research to demonstrate the role of amplification in the field of light

项目成果

S.Abdulrhmann: "New model of analysis of semiconductor laser dynamics under strong optical feedback in fiber communication systems"Proceedings of SPIE. 4986. 1-12 (2003)

S.Abdulrhmann：“光纤通信系统中强光反馈下半导体激光动力学分析的新模型”SPIE 论文集。

M.Asada, M.Yamada: "Theoretical analysis of interaction between electron beam and electromagnetic wave for unidirectional optical amplifier"J.of Appl.Phys.. (印刷中).

M.Asada、M.Yamada：“单向光放大器电子束与电磁波相互作用的理论分析”J.of Appl.Phys..（出版中）。

V.Z.Tronciu, M.Yamada, T.Ohno, S.Ito, T.Kawakami, M.Taneya: "Analysis of self-pulsation characteristics of InGaN laser diode"Physica status solidi (c). vol.0,issue 7. 2296-2299 (2003)

V.Z.Tronciu、M.Yamada、T.Ohno、S.Ito、T.Kawakami、M.Taneya：“InGaN 激光二极管的自脉冲特性分析”物理状态固体 (c)。

V.Z.Tronciu, M.Yamada, T.Ohno, S.Ito, T.Kawakami, M.Taneya: "Self-pulsation in InGaN laser - Theory and experiment"IEEE.J.Quantum Electron.. vol.39, no.12. 1509-1514 (2003)

V.Z.Tronciu、M.Yamada、T.Ohno、S.Ito、T.Kawakami、M.Taneya：“InGaN 激光器中的自脉冲 - 理论与实验”IEEE.J.Quantum Electron.. vol.39，no.12

M.Yamada: "On dynamics of modes and noises in semiconductor lasers"AIUB Journal of Science and Engineering. 1,1. 6-15 (2002)

M.Yamada：“关于半导体激光器中模式和噪声的动力学”AIUB 科学与工程杂志。