輝度増幅方式によるフェ-ズドアレイ半導体レ-ザ-光のビ-ム整形

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フォトリフラクティブ結晶中の2光波混合による輝度増幅(光増幅)を用いた半導体レ-ザ-光のビ-ム整形法について、半導体レ-ザ-光源、フォトリフラクティブ結晶、増幅定数の測定法など基本的な研究を行なった。半導体レ-ザ-光源については、10チャンネル、総合出力0.2ワットのフェ-ズドアレイ半導体レ-ザ-を用い、各チャンネルからのビ-ムを干渉させ、コヒ-レンス性を確認した。また、2台の異なる半導体レ-ザ-をインジェクションロックの方式で結合し、2台からのレ-ザ-光を干渉させることにも成功した。これらの実験により、半導体レ-ザ-がフォトリフラクティブ効果を用いたビ-ム整形のために必要な基本的要件を満たすことが確かめられた。次に、フォトリフラクティブ結晶については、強誘電体であるチタン酸バリウムと半導体のリン化カリウムに対して、2光波混合の実験を行ない、増幅定数や応答速度を測定した。特に、リン化ガリウムはわれわれが見つけ出したフォトリフラクティブ結晶であり、高速応答性においてチタン酸バリウムに勝る特性を示すことが確かめられた。しかしフォトリフラクティブ効果の大きさについては強誘電体に劣るので、外部電界法などの導入が必要であり、現在この点について、研究を続行中である。チタン酸バリウムについては、ビ-ムファニング効果のため、従来の増幅定数測定法に問題のあることを見つけ、相互作用長変化法とよぶ新しい測定法を開発した。この方法を用いて測定したところ、従来法による測定値には、最大で2倍もの誤差があることが見つかった。