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高Ｑ値フォトニック結晶ナノ共振器を用いたシリコンラマンレーザーの出力向上

使用高 Q 光子晶体纳米腔提高硅拉曼激光器的输出

基本信息

批准号：
16J06619
负责人：
山下大喜
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々の研究グループは，高Q値ナノ共振器を用いたシリコン(Si)ラマンレーザの研究を行っている．このレーザは，小型な共振器長(<10 um)で低閾値発振(<1 uW)を達成しており，電子技術と光技術が融合した高性能Siチップにおける小型光源などへの応用が期待されている．現状，このレーザの出力は数百ナノワット程度で飽和してしまうため，高出力化は特に重要である．本研究では，このレーザの発振メカニズムを明らかにすることによって，出力の損失要因を特定し，高出力化・高性能化を目指す．前年度までに，ラマンレーザの時間領域測定を行い，2光子吸収と自由キャリア吸収による光損失に加えて，2光子吸収キャリアがもたらす屈折率変化による共振波長シフトも，レーザ出力低下の大きな要因であることを報告してきた．また，誘導ラマン散乱光励起（SRE）分光法と呼ばれる新しい利得スペクトル測定手法を用いて，Siラマンレーザの利得特性を明らかすることに成功した．この一つの測定法から，レーザ動作の励起波長の範囲，最大出力の励起条件，非線形光学損失を含むラマン利得などの様々なレーザ特性の詳細を明らかにすることが可能になった．これらの成果を，科学雑誌Physical Review Applied, Opticaにおいてそれぞれ発表した．以上の結果より高出力化に向けたデバイスデザインの指針が得られた．さらに，昨年度から引き続き，インコヒーレントでブロードなスペクトルを持つ光源を用いたラマンレーザ発振の研究を進めた．1 uW以下の超低閾値を持つナノ共振器レーザを作製し，励起効率を上げるために測定系を改善した結果，閾値の1/20の励起パワーに相当するラマン散乱スペクトルを観察することに成功した．

We study the performance of the high-Q resonator, the high-Q resonator (Si), the resonator (& lt;10 um), the resonator (& lt), the resonator and the resonator. 1 uW) the electronic technology system integrates the high-performance Si optical equipment, the small light source equipment, the light source, the light source, the light source and the light source. The loss of output is due to specific conditions, high output and high performance. In the previous year, the performance was measured in the field of time, 2-photon absorption free absorption, 2-photon absorption, 2-photon absorption, and 2-photon absorption, respectively. The main reason for the low output of the equipment is that it is necessary to use the light excitation method (SRE) to improve the performance of the report. The SRE method calls for a new method for the determination of the wave length. The characteristics of the detection method indicate the success of the device. To determine the range of the wave length, and the maximum output excitation conditions. The non-shaped optical device contains information about the characteristics of the device. The results show that it is possible to improve the results. The scientific journal Physical Review Applied, Optica and the results show that the above results show that the performance of the system is high. In order to improve the performance of the light source, the use of the light source has been studied. The ultra-low temperature below 1 uW is used to improve the performance of the resonator. the results show that the results are improved, and the results show that the results are improved when the frequency is lower than 1 uW.