半導体レーザにおける動的非線形現象および戻り光雑音の解析

半导体激光器动态非线性现象和光反馈噪声分析

• 批准号: 00F00050
• 负责人: 山田 実
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00050/
• 关键词: 半導体レーザ; 雑音; 利得飽和効果; レート方程式; 戻り光雑音; 非線形利得; ランジュバン雑音源; 発振モード

半導体レーザの発振モードは、レーザ利得の非線形効果によって変動する。また、光ディスクや光ファイバ端面などからの戻り光が再入射すると戻り光雑音が発生したり、動作が不安定になる。当該研究代表者は、20数年間に渡りこれらの課題を理論解析してきたが、その手法はレーザの共振器モードや光強度振動の周波数成分で展開する、いわば調和解析手法であった。近年になり、当該研究分担者が加わり、動作方程式を直接的に時間積分し、時間軸上での変化と周波数成分の両者を数値解析する方法を確立してきた。この解析手法により、光ファイバ通信用の長波長帯半導体レーザでは、利得飽和効果が長波長側と短波長側で非対称になる効果が強いため、発振モードが不規則に変動し、時間的に平均すると、多モード発振として観測されることを理論的に示した。また、発振モードの実測も行い、この現象によるスペクトルの特色を説明した。また、戻り光が有る場合の解析も行っている。従来まで用いられていた方程式は戻り光が弱い場合にしか適用できない。戻り光が強い場合も含めたより一般的な方程式を導出し、まず、単一モード発振の場合について、吟味している。戻り光との位相関係で、連続発振、パスル成分を含んだ発振、カオス状態などが存在する事が示されてた。さらに,多モード動作において戻り光がある場合への拡張を試みている。

Semiconductor vibration and gain of non-linear effect Light and sound are generated and the operation is unstable. When the representative of this research conducted the theoretical analysis of the problem for more than 20 years, the method of harmonic analysis of the resonator and the frequency component of the light intensity vibration was developed. In recent years, when the research participants have increased, the equation of motion is directly integrated with time, and the method of numerical analysis of the frequency component of the cycle on the Timeline is established. This analysis method is a theoretical demonstration of the long wavelength semiconductor for optical communication, which is characterized by the saturation effect of the long wavelength side and the short wavelength side, the asymmetric effect of the strong vibration, the irregular vibration, the average time, and the multiple vibration. In addition, the characteristics of the equipment used in the actual measurement of the vibration monitor and this phenomenon will be explained. The analysis of the situation of light and light is carried out in a timely manner. The equation is applicable to weak situations. In the case of strong light, the general equation is derived, the signal is transmitted, and the signal is transmitted. The phase relation of light, continuous vibration, component of light, including vibration, state of light, etc. In addition, many kinds of actions are carried out in the middle of the light, and in the middle of the light, the tension is tried.

项目成果

K.Noda: "Characterization of Sn-doped In_2O_3 film on roll-to-roll flexible substrate prepared by DC magnetron sputtering"Jpn.J.Appl.Phys.. 42,1,1. 217-222 (2003)

K.Noda：“直流磁控溅射制备卷对卷柔性基板上Sn掺杂In_2O_3薄膜的表征”Jpn.J.Appl.Phys.. 42,1,1。

M.Yamada: "On dynamics of modes and noises in semiconductor lasers"AIUB Journal of Science and Engineering. 1,1. 6-15 (2002)

M.Yamada：“关于半导体激光器中模式和噪声的动力学”AIUB 科学与工程杂志。

S.Abdulrhmann: "Influence of nonlinear gain and nonradiative recombination on the quantum noise in InGaAsP Semiconductor lasers"Optical Review. 9,6. 260-268 (2002)

S.Abdulrhmann：“非线性增益和非辐射复合对 InGaAsP 半导体激光器中量子噪声的影响”光学评论。

桑村有司: "平面型半導体光変調器の特性改良"電子情報通信学会論文誌. J85-C,12. 1230-1231 (2002)

Yuji Kuwamura：“平面半导体光调制器特性的改进”，电子、信息和通信工程师协会学报 J85-C，1230-1231 (2002)。

M.Ahmed: "Influence of instantaneous mode competition on dynamics of semiconductor lasers"IEEE J.Quantum Electron. 38,6. 682-693 (2002)

M.Ahmed：“瞬时模式竞争对半导体激光器动力学的影响”IEEE J.Quantum Electron。