導波型非線形光学波長変換デバイスとその応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度はMgO : LiNbO_3結晶における擬似位相整合(QPM)用周期的分極反転構造形成、差周波発生(DFG)型波長変換デバイスの高効率化、QPM-DFG型中赤外域差周波発生デバイス、集積半導体レーザの性能改善と波長域拡大など、多くの成果が得られた。主な成果を以下に要約する。1.光損傷耐性に優れたMgO添加LiNbO_3結晶における周期的分極反転構造の新たな作製方法として、常温での周期パターン紫外光照射と一様電界印加による分極反転法を開発し、光通信用波長変換デバイスに適した15μm近傍の周期の良好な分極反転構造を得た。2.光通信用波長変換デバイスの高効率化のため、プロトン交換導波路を逆プロトン交換して得られる埋め込み導波路の使用について実験的た検討し、適切な作製条件を見出し、実際に波長変換デバイスを作製して規格化効率最大1400%/Wまでの高効率化を達成した。また光通信波長域内波長変換特性を実験的に評価し、励起パワー4.4mWで-15dBの変換特性を得た。3.中赤外域のコヒーレント光を発生するためのQPM-DFG型波長変換デバイスの設計・作製を行い、波長0.98μm帯と1.55μm帯の半導体レーザからの入力光から波長2μm帯の出力光を得ることに成功した。4.非線形光学デバイス励起光源としての曲線グレーティング分布反射型(DBR)InGaAs半導体レーザの特性改善を行い、一次グレーティングの採用、量子井戸選択的無秩序化による損失低減、出力端面への低反射コーティングなどにより、発振閾値20mA、最大出力251mW、外部微分量子効率74%、サイドモード抑圧比52dBの高性能を実現した。5.集積半導体レーザの波長域拡大のため、GaInP量子井戸赤色光発振DBRレーザを設計・作製し、で閾値18mA、最大ピーク出力44mW、サイドモード抑圧比15dBのパルス単一モード発振を実現した。