単一チップ集積型可変波長レーザーの研究

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分光計測などの用途に広く使われている可変波長レーザーとしては、従来液体の色素レーザーが主流を占めていたが、近年の「固体化」の流れに沿って、Ti:サファイアレーザーなどの固体の可変波長レーザーや光パラメトリック発振器(OPO)などに変わりつつある。しかしながら、「固体化」されたといって可変波長レーザーの使い勝手が非常に良くなったとは思えず、「調整が面倒」「価額が高い」「複雑すぎる」「メンテナンスが大変」といった問題を抱えて、可変波長レーザーを工業的な分光計測の光源として用いる場合の大きなネックとなっている。本研究で提案している「単一チップの集積型可変波長レーザー」は、CDプレイヤーのユーザーがレーザーを使っているという意識なしに操作しているのと同じように、例えば可変波長レーザーを分析機器に組み込んだ際、可変波長レーザーを使っているということを意識させないレベルにすることをねらったものである。そのためのキーポイントは可変波長レーザーを構成している全ての素子を、励起源も含めて一枚のチィップ上に「集積化」することにある。また同調時の機械操作をやめ、電気的に掃引する機能も開発しなければならない。集積化によって素子のサイズを光の波長に近ずけることは、本質的にデバイスの安定化に寄与する。本研究では可変波長レーザーIC化の第一段階として、その可能性について検討し、次のような成果を得た。1.プラスチック導波路中に色素ドープし、分布帰還(DFB)により発振するマイクロチップ可変波長レーザーを試作し、可視部のいくつかの波長域で発振を得た。2.このDFB色素レーザーはナノ秒パルス光で励起したときピコ秒のパルスを発生できることを実験的に示した。3.さらにレーザー蒸着法でチタンサファイア膜を作成し、これを用いた導波型無機固体可変波長レーザーについて検討した。