新しい超高速光スウィッチ機構の探索

新型超快光开关机制的探索

基本信息

批准号：
03244201
负责人：
舛本泰章
金额：
$ 1.6万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

超高速光コンピュ-タ-の光論理素子を構築するには高感度かつ超高速な応答を示す、光学非線形材料の開発が必要である。また、駆動光源として可能な限り低閾値の半導体レ-ザ-素子の研究が望まれる。1.AlGaAs‐AlAsタイプII型半導体超格子の超高速光スウィッチへの応用タイプII型量子井戸の高速繰り返し光学非線形性を検証するために、超高速ポンプ・プロ-ブ分光実験を行った。実験で用いた高繰り返しの励起パルス列は、時間幅は1ps、パルス列中のパルス間隔は12ps、励起密度は3μJ/cm^2である。実験に用いたサンプルは、Al_<0.34>、Ga_<0.66>、As/AlAsタイプII型混晶量子井戸で、実験は室温で行い、レ-ザ-光の波長を励起子吸収の低エネルギ-側の裾に合わせた時、誘導吸収と長時間ブリ-チングがバランスした結果、励起光強度に追従したブリ-チングが高繰り返しでている事を確認した。2.CuCl微結晶のレ-ザ-発振 1次元や0次元の半導体量子構造は半導体レ-ザ-の材料として極めて有望であると期待されている。0次元系すなわち、半導体微結晶(量子点)はこの流れの究極にある対象である。NaCl結晶中に成長させたCuCl微結晶を反射率90%の誘電体ミラ-で構成された共振器に入れ、窒素レ-ザ-により励起すると、レ-ザ-発振をした。レ-ザ-発振は量子化された励起子分子準位→量子化された励起子準位の遷移で起こっている。レ-ザ-発振の閾値以上ではスパイク状のレ-ザ-発振時の共振器の縦モ-ドに対応するスペクトルが観測された。CuCl量子点の光学利得とCuClバルク結晶の光学利得を比較すると、CuCl量子点の場合はNaCl結晶中のCuClの濃度が0.3%にもかかわらずCuClバルク結晶の場合と同じ程度である。この事は、バルクから量子点になる事により、光学利得が約2桁増大する事を示唆している。

为了构建超高速光学计算机的光学逻辑元件，需要开发具有高灵敏度和超快响应的光学非线性材料。此外，期望研究具有尽可能低阈值的半导体激光器件作为驱动光源。 1. AlGaAs-AlAs II 型半导体超晶格在超快光开关中的应用为了验证 II 型量子阱的高速重复光学非线性，进行了超快泵浦探测光谱实验。实验中使用的高重复激励脉冲串的时间宽度为1 ps，脉冲间隔为12 ps，激励密度为3 μJ/cm^2。实验中使用的样品为Al_<0.34>、Ga_<0.66>和As/AlAs II型混合晶体量子阱，当与侧边对齐时，证实受激吸收和长期漂白是平衡的，结果是。在激发光强度之后的高重复漂白中。 2. CuCl微晶的激光振荡一维和零维半导体量子结构有望作为半导体激光器材料。零维系统，即半导体微晶（量子点），是这一流程的最终对象。当在 NaCl 晶体中生长的 CuCl 微晶体被放置在由反射率为 90% 的介电镜制成的谐振器中并用氮激光激发时，发生激光振荡。激光振荡是通过从量子化激子分子水平到量子化激子水平的转变而发生的。在激光振荡阈值之上，观察到与激光振荡期间谐振器的纵模相对应的尖峰状光谱。比较CuCl量子点和CuCl块状晶体的光学增益，尽管NaCl晶体中CuCl的浓度为0.3%，但CuCl量子点的光学增益与CuCl块状晶体的光学增益大致相同。。这表明通过从块体变为量子点，光学增益增加了大约两个数量级。