液晶素子を用いた戻り光半導体レーザの特性制御

使用液晶元件的回光半导体激光器的特性控制

基本信息

批准号：
17760041
负责人：
中山敬三
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kinki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760041/
关键词：
半導体レーザ液晶戻り光

项目摘要

端面発光型半導体レーザに外部共振器を設けた戻り光半導体レーザとゲストホスト型液晶素子を組合せ、液晶素子による戻り光量制御に伴う戻り光半導体レーザの発振状態変化を、高速デジタルオシロスコープ、光スペクトルアナライザー等で観測した。実験系は、液晶素子への印加電圧が0V、すなわち、液晶素子の透過率が最も低い状態において、戻り光半導体レーザの発振状態が安定となるよう、外部共振器長、NDフィルターを調節した。液晶素子への印加電圧を0Vから10Vで変化させることにより、用いた実験系ではレーザの出力光に対する戻り光量を0.031%〜0.076%の範囲で連続に制御できた。液晶素子の変化により戻り光量を増加させると、RFスペクトルにおいて緩和振動周波数を中心にノイズ成分の増加が観測された。それに対応し、フォトダイオードと高速デジタルオシロスコープで観測した出力光強度の時間波形においても戻り光量の増加に伴うノイズ成分の増加が観測され、標準偏差値の比較では7.6倍の変化であった。発振状態のこの変化は、液晶素子への電圧制御により可逆的に繰り返し制御が可能であった。しかしながら、光スペクトルの観測では大きな変化が生じておらず、完全なカオス状態にはなっていなかった。しかし、NDフィルターの条件を変え、液晶素子による戻り光量変化の範囲を0.11%〜0.24%にさせることにより光スペクトルの可逆的な変化が観測された。以上のことから、実験に用いた液晶素子の透過率の可変域が狭いため、液晶素子のみでは安定状態からカオス状態へ変化させることができなかったと考えられる。今後は液晶素子のセル厚、色素の吸収波長の最適化、液晶素子への反射防止膜の採用など、透過光量の制御幅を増加させる検討が必要である。

将末端发射半导体激光器提供的外部空腔的返回光学半导体激光与客人宿主液晶体元素结合在一起，并且回返回光学半导体激光器的振荡状态的变化被高速数字示波器，一个光学示波器元素进行了液态元素。在实验系统中，调整了外部谐振器的长度和ND滤波器，以使返回的光学半导体激光器的振荡状态是稳定的，当施加到液晶元件的电压为0 V时，即液体晶体元件的透射率最低。通过将应用于液晶元件的电压从0V更改为10V，在所使用的实验系统中，将返回光量连续控制在0.031％至0.076％的范围内。当由于液晶元件的变化而增加返回光的量时，在RF光谱中观察到噪声成分的增加，主要是在松弛的振荡频率下观察到。作为响应，观察到噪声成分的增加，随着光电二极管和高速数字示波器观察到的输出光强度的返回光的量增加，标准偏差值的增加为7.6倍。振荡状态的这种变化可以通过控制液晶元件的电压来反复控制。但是，光谱没有发生重大变化，并且状态并不处于完美的混乱状态。但是，通过更改ND滤波器的条件并设置由液晶元件引起的返回光量的变化范围为0.11％至0.24％，观察到光谱的可逆变化。从上面可以看出，由于实验中使用的液晶元件的可变透射率很狭窄，因此不可能仅使用液晶元素从稳定的状态变为混沌状态。将来，有必要考虑增加发射光量的控制范围，例如优化液晶元件的细胞厚度，染料的吸收波长以及在液晶元件上的抗反射涂层的采用。