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量子井戸半導体レーザのピコ秒ダイナミックスに関する研究

量子阱半导体激光器皮秒动力学研究

基本信息

批准号：
61550274
负责人：
荒川泰彦
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では半導体レーザ、特に超薄膜構造を有する量子井戸レーザにおける超短光パルス発生技術の基礎研究をおこなっている。量子井戸レーザは、低閾値電流密度が得られること、変調帯域幅が増大すること、スペクトルライン幅の広がりが抑制されることなど多くの特徴を有することが明らかにされている。本研究者は先にこのレーザにおいて二重電極構造を導入し、増幅器部と変調器部を形成することにより、高能率な能動Qスイッチング動作が実現できることを初めて示し、18.6ピコ秒の繰り返し周波数を達成した。本年度は、まずパレス幅のほかにもうひとつ重要なパラメータである繰り返し周波数の限界を明らかにした。理論的検討の結果、デバイス構造の最適化をおこなうことにより12GHz程度期待できることが明らかになった。一方、実験結果としても、5.2GHzのオン/オフ繰り返し周波数を達成した。また、損失変調の電力およびバイアス電圧を変えた時の発振スペクトルの移動も観測し、その機構を明らかにした。さらにこのような二重電極構造量子井戸レーザにおけるダイナミックスを、さらに基礎的に解明するために、量子井戸レーザのピコ秒領域における誘導放出過程の究明をおこなった。すなわち、モード同期とAGレーザによって励起された色素レーザにおいて生ずる2〜10ピコ秒の光パルスを用いて、量子井戸レーザを光励起し、その光出力をストリークカメラおよび非線形相関器を用いて観測した。量子井戸レーザでは状態密度の変化に伴い利得幅が狭まり、その結果、微分利得の増大がもたらされる。この微分利得の増大が極短光パルス発生にきわめて有用になる。理論的検討をおこなった結果、通常の半導体レーザと比べて、1/4程度の光パルス幅が期待できることが明らかになった。また、ストリークカメラによる観測においても、最小18ピコ秒のパルス幅を観測するとともに、条件を変えながら観測することにより理論予測を支持する系統的な結果を得ることができた。

This study is aimed at the fundamental research of ultra-short optical fiber generation technology for semiconductor and ultra-thin film structures. Quantum wells have low threshold current density, low threshold current density, and high modulation band amplitude. The researchers first introduced the double electrode structure, the amplifier part and the modulator part were formed, and the high energy rate active Q switch operation was realized, and the frequency of return was 18.6 seconds. This year, the number of cycles is limited. The results of theoretical analysis, optimization of the structure of the device, and the expectation of the 12GHz level One side, the result is 5.2 GHz, the frequency is 5.2 GHz, and the frequency is 5.2 GHz. The loss of power and the loss of voltage when the vibration is detected Study on Induced Emission Process of Quantum Well with Double Electrode Structure For example, when a quantum well is excited, the pigment is generated in 2 ~ 10 seconds, and the light output is measured in 2 ~ 10 seconds by a quantum well. The quantum well is characterized by a change in the density of states, a decrease in the gain amplitude, a decrease in the result, and an increase in the differential gain. This increase in differential gain can be useful when extremely short light occurs. The theoretical results of the study, the general semiconductor ratio, the 1/4 degree of light and the expected range of light The results of the test, the minimum of 18 seconds, and the theoretical prediction were obtained.