超低雑音コヒーレント光源に関する研究

超低噪声相干光源研究

基本信息

批准号：
08750065
负责人：
前田譲治
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.レーザ特性の量子論的解析:非線形光学結晶を含む半導体励起固体レーザが単一周波数発振している際、その出力光の雑音特性を記述する理論を提案した。従来の量子力学的理論では、共振器内の光の場をほぼ一様と仮定していたため、この仮定が崩れる高励起状態に関しては、正しい予測が不可能であった。この困難を克服するため、量子雑音の空間発展を記述する理論を共振器内部の場に適用することを提案し、レーザ共振器内高調波発生システムへの応用を試みた。この結果、従来の予測とは異なり、非線形変換効率が極めて大きくなると、出力光雑音が増大する可能性を明らかにした。この原因は、システムの動作点を規定する飽和が、主として非線形損失によって与えられ、レーザ雑音の抑制機構である利得飽和が顕著に現れないためである。2.光非線形効果によるレーザ特性の改善に関する実験的検証:定在波共振器を用いたレーザシステムを構築し、これに非線形光学結晶(KTP)を挿入することで、緩和共振雑音のスペクトルピークが13dB程度低減されることを観測した。しかし、発振周波数の複数化に伴うモード競合雑音の発生により、低周波域における雑音特性が劣化することが明らかになった。この不具合を克服するため、現在、リング型共振器を用いたシステムを構築し、単一方向発振を試みている。3.励起高帰還変調による雑音特性の改善:上記2.で構築したレーザシステムについて、励起用半導体レーザの注入電流を負帰還制御することにより、最大で30dB程度のスペクトルピークの低減を達成することができた。しかし、緩和共振周波数より高い周波数域で、帰還回路に起源を持つと思われる過剰雑音の存在も確認された。

1。激光特性的量子理论分析：我们提出了一种理论来描述输出光的噪声特性时，当含有非线性光学晶体的半导体泵浦固态激光器以单个频率振荡。传统的量子机械理论假设谐振器内的光场几乎是均匀的，因此在这种假设被破坏的高度激发状态下是不可能的预测。为了克服这一困难，我们提议将描述量子噪声的空间演变的理论应用于谐振器内部的磁场，并试图将其应用于激光谐振器中的谐波产生系统。结果，与常规预测不同，可以发现，如果非线性转换效率变得极高，则输出光噪声可能会增加。这是因为定义系统的工作点的饱和主要由非线性损失给出，而增益饱和（这是抑制激光噪声的机制）并未明显显示出来。 2。通过光学非线性效应对激光特性改善的实验验证：我们观察到，通过使用驻波谐振器构建激光系统，将非线性光学晶体（KTP）插入到此中，可以将松弛谐振噪声的光谱峰降低约13 db。但是，已经揭示了低频范围内的噪声特性由于多个振荡频率而产生的模式冲突噪声而导致的噪声特性恶化。为了克服这个问题，我们目前正在使用环形谐振器构建系统，并试图执行单向振荡。 3。通过使用负反馈控制激发半导体激光器的注入电流，可以通过负反馈控制激发电流，从而改善了激发的高反馈调节引起的噪声特性：可以实现高达30 db的光谱峰的降低。但是，在反馈电路中似乎具有起源的过量噪声的存在也已得到证实，在高于松弛的共振频率的频率范围内。