半導体レーザにおけるモード競合作用と発振線幅の関係

半导体激光器模式竞争与振荡线宽的关系

• 批准号: 62211008
• 负责人: 山田 実
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Special Project Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62211008/
• 关键词: 半導体レーザ; モードホッピング; モード競合; モードホッピング雑音; 過剰雑音; 発振線幅

半導体レーザの発振縦モードは, 温度変動, 注入電流変化, あるいは次段光学素子からの反射戻り光により, 不安定に変動する. そしてモードホッピング雑音と呼ばれる過剰雑音を発生させ, 発振線幅を増大させる. 今年度は, 発振線幅増大現象と戻り光率との関係を理論解析し, また戻り光によるモード変動について詳細な実測を行なった.理論解析では, 自然放出光発生時でのゆらぎ効果, 電子密度変化による線幅増大効果, および発振モード間の競合作用を含めた方程式を用い, 以下の結論を得た. (1)発振しきい値電流付近の動作では, 自然放出光量が多いためモードホッピング現象は生じない. (3)注入電流レベルが高い場合は, 利得抑制効果により安定化しやすい. (4)発振しきい値電流の1.2倍程度の時, モード競合が最も生じやすい. (5)モードホッピング現象を誘発する戻り光率は10^<-7>程度である.実測では, レーザへ戻り光が混入させて不安定な動作になった場合について, モード変動, 発振線幅, および強度雑音を測定した. 得られた結果は, 以下のようなものである. (1)モードホッピング時での発振線幅の増加は, 1.6倍程度であり, 理論解析ほど大きくなかった. (2)1m以内程度の近距離からの戻り光の場合には, レーザ内部での発振モードがジャンプした. (3)数m以上の比較的遠距離からの戻り光の場合には, 戻り光率10^<-7>程度で反射点とレーザとで形成する外部共振器モードが出現し始め, 戻り光率に比例して強度雑音が増加した. (4)外部共振器モードが出現する場合は, モードホッピングとは別の現象であった.次年度は, 外部共振器モードによる雑音増加現象について解析する.

Semiconductor vibration, temperature change, injection current change, change in the secondary optical element, change in the reflection of light, change in instability. The vibration amplitude of the vibration line increases after the sound is generated. This year, the phenomenon of increasing amplitude of vibration line and the relationship between light intensity and light intensity are analyzed theoretically, and the detailed measurement is carried out. The theoretical analysis shows that when the natural emission light is generated, the effect of the increase in the amplitude of the electron density is changed, and the effect of the competition between the two vibrations is included in the equation. The following conclusions are obtained. (1)When the current is close to the vibration, the amount of light emitted naturally increases. (3)When the injection current is high, the gain suppression effect is stable. (4)When the vibration value is 1.2 times higher than the current, the maximum occurrence of the vibration occurs. (5)The phenomenon of light emission is induced by light emission at a level of 10<-7>. In the case of unstable motion, the vibration amplitude, amplitude and intensity of the vibration sound are measured. The result is that the following is not true. (1)The amplitude of the vibration line increases by 1.6 times when the vibration is detected, and the theoretical analysis shows that the amplitude of the vibration line increases greatly. (2)1m In the case of light from a close range within a certain degree, the vibration inside the light is detected. (3)In the case of light from a relatively long distance of several meters or more, when the light index is about 10^<-7>, the external resonator formed by the reflection point and the reflection point will appear, and the intensity of the light index will increase proportionally. (4)External resonators appear in different situations. The next year, the external resonator noise increase phenomenon analysis.