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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. Quantum theory analysis of optical properties: a theoretical description of optical properties of non-linear optical crystals containing semiconductor excitation solids In the theory of quantum mechanics, it is impossible to predict the optical field in a resonator. This difficulty is overcome by a description of the spatial evolution of quantum sound, a proposal for the application of the theory to the field inside the resonator, and a trial of the application of the theory to the generation of high-pitched waves inside the resonator. The result is that the prediction is different, the non-linear conversion rate is higher, and the output is higher. The reason for this is that the operating point of the system is determined by saturation, non-linear loss, and gain saturation. 2. The test results of the improvement of the optical nonlinear characteristics include: the construction of a fixed wave resonator, the introduction of a nonlinear optical crystal (KTP), and the reduction of the resonance noise by 13dB. In addition, the multiplication of the number of oscillation cycles is accompanied by the occurrence of competing noise, and the degradation of noise characteristics in the low frequency domain is accompanied by the occurrence of noise. This is a combination of the following: 1. The structure of the resonator is constructed in a single direction, and 2. 3. Improvement of noise characteristics of excitation high voltage modulation: 2. Construction of excitation semiconductor system; injection current of excitation semiconductor system; negative voltage modulation; maximum 30dB; and low noise reduction. The resonance frequency range is high and the resonance frequency range is low. The resonance frequency range is high and the resonance frequency range is low. The resonance frequency range is high and the resonance frequency range is low.