| 1章 半導体レーザーの理論的基礎 |
| 1・1 二重へテロ構造半導体レーザーの基本構造と特性 1 |
| 〔1〕 光導波路としての半導体レーザー 2 |
| 〔2〕 pn接合による電流注入 7 |
| 〔3〕 レート方程式近似による半導体レーザーの特性解析 10 |
| 1・2 光増幅媒質としての半導体 12 |
| 〔1〕 複素誘電率を持つ媒質中の電磁波の伝搬 12 |
| 〔2〕 密度行列による複素分極率の求め方 13 |
| 〔3〕 半導体の屈折率分散,自然放出,誘導放出 14 |
| 〔4〕 半古典理論による半導体レーザー特性の記述 16 |
| 1・3 量子力学的レーザー方程式の半導体レーザーへの適用 18 |
| 〔1〕 半導体レーザーの機能化とより高い制御性への要求 18 |
| 〔2〕 半導体レーザーに対する量子力学的レート方程式と強度雑音 19 |
| 〔3〕 半導体レーザーに対する量子力学的ファンデルポール方程式と周波数雑音およびスペクトル幅 23 |
| 参考文献 25 |
| 2章 半導体レーザーの周波数雑音,スペクトル幅とその制御 |
| 2・1 はじめに 27 |
| 2・2 周波数雑音とその制御 27 |
| 〔1〕 雑音を表わす尺度 27 |
| 〔2〕 フリーランニング状態の雑音 29 |
| 〔3〕 制御による雑音抑圧 32 |
| 2・3 スペクトル幅とその制御 38 |
| 〔1〕 スペクトル幅の現状 38 |
| 〔2〕 制御によるスペクトル幅の抑圧 43 |
| 2・4 おわりに 46 |
| 参考文献 47 |
| 3章 半導体レーザーの周波数変調と周波数雑音 |
| 3・1 はじめに 49 |
| 3・2 半導体レーザーの周波数変調 49 |
| 〔1〕 変調効率と位相遅れ 49 |
| 〔2〕 αパラメータのキャリヤ密度依存性 52 |
| 〔3〕 αパラメータの空間的不均一性の周波数変調特性への影響 54 |
| 〔4〕 分割電極を有する周波数変調半導体レーザーのプッシュプル動作 56 |
| 3・3 半導体レーザーの位相変調 57 |
| 3・4 半導体レーザーの振幅および周波数雑音 59 |
| 〔1〕 雑音スペクトル,光子計数分布,スペクトル幅 59 |
| 〔2〕 量子力学的ランジュバン方程式 61 |
| 3・5 レーザー光の内部雑音と外部雑音 66 |
| 3・6 光減衰によるレーザー光雑音の変化 68 |
| 3・7 注入同期 69 |
| 3・8 周波数負帰還と位相同期ループ 71 |
| 3・9 おわりに 75 |
| 参考文献 75 |
| 4章 半導体レーザーの強度雑音 |
| 4・1 はじめに 77 |
| 4・2 モードホッピング雑音 78 |
| 〔1〕 実験結果 78 |
| 〔2〕 実用上の障害 81 |
| 〔3〕 発生原因に関する考察 81 |
| 4・3 モードホッピング雑音の抑圧 84 |
| 〔1〕 単一モード安定化による雑音低減 84 |
| 〔2〕 多モード化による雑音低減 87 |
| 4・4 おわりに 90 |
| 参考文献 90 |
| 5章 半導体レーザーの戻り光誘起効果 |
| 5・1 代表的な戻り光誘起効果 93 |
| 5・2 複合共振器モデル 93 |
| 〔1〕 基礎方程式 94 |
| 〔2〕 静特性への戻り光効果 95 |
| 〔3〕 動特性への戻り光効果 97 |
| 〔4〕 戻り光による雑音増大 100 |
| 5・3 モードホッピングと低周波雑音 100 |
| 〔1〕 ファブリペロー共振器レーザー 101 |
| 〔2〕 DFBレーザー 102 |
| 5・4 戻り光によるレーザー発振の不安定化 105 |
| 〔1〕 定常解の安定性 105 |
| 〔2〕 レーザー動作の不安定化とモードホッピング 105 |
| 〔3〕 軸モード間競合 107 |
| 〔4〕 不安定領域での出力の時間変化と雑音 107 |
| 5・5 戻り光誘起雑音の低減 108 |
| 〔1〕 レーザー共振器モードの安定化 109 |
| 〔2〕 干渉効果の低減 109 |
| 〔3〕 端面反射率の制御 109 |
| 〔4〕 光アイソレータの使用 110 |
| 5・6 おわりに 110 |
| 参考文献 111 |
| 6章 動的単一モード半導体レーザー |
| 6・1 はじめに 113 |
| 6・2 動的単一モード動作の条件 113 |
| 6・3 ブラッグ導波路の反射・共振特性 115 |
| 6・4 分布反射型レーザー 120 |
| 6・5 分布帰還型レーザー 123 |
| 6・6 おわりに 130 |
| 参考文献 131 |
| 7章 量子井戸レーザーの理論的基礎 |
| 7・1 はじめに 133 |
| 7・2 バルク結晶における発光 134 |
| 7・3 量子井戸における発光 140 |
| 〔1〕 単一量子井戸(single quantum well)構造 140 |
| 〔2〕 多重量子井戸(multi-quantum well)構造 143 |
| 〔3〕 量子井戸におけるバンドテイリング 146 |
| 〔4〕 振動子強度の偏波面依存性 147 |
| 7・4 将来の展開とむすび 156 |
| 参考文献 157 |
| 8章 超格子構造の光物性と量子井戸レーザー |
| 8・1 はじめに 161 |
| 8・2 超格子構造の光物性 163 |
| 〔1〕 発光波長のポテンシャル井戸層厚依存性 163 |
| 〔2〕 狭い発光半値幅 164 |
| 〔3〕 屈折率の構造依存性 164 |
| 〔4〕 室温励起子 165 |
| 8・3 量子井戸(quantum well,略してQW)レーザー 171 |
| 〔1〕 QWレーザーの研究の歴史 171 |
| 〔2〕 QWレーザーの発振特性 173 |
| 〔3〕 QWレーザー研究の最近の展開 178 |
| 8・4 おわりに 180 |
| 参考文献 180 |
| 9章 光双安定と半導体レーザー |
| 9・1 はじめに 183 |
| 9・2 物質の光非線形応答 184 |
| 〔1〕 バンド間吸収 184 |
| 〔2〕 束縛電子および自由キャリヤの非線形応答 185 |
| 〔3〕 励起状態の半導体の光非線形性 185 |
| 〔4〕 新しい光非線形材料 186 |
| 9・3 全光型光双安定と光論理 187 |
| 〔1〕 全光型光双安定 187 |
| 〔2〕 全光型光論理 190 |
| 9・4 双安定半導体レーザー 193 |
| 〔1〕 不均一励起半導体レーザー 193 |
| 〔2〕 半導体レーザー増幅器 199 |
| 〔3〕 注入同期半導体レーザー 201 |
| 9・5 光双安定素子・光論理素子の応用 204 |
| 〔1〕 時分割光交換用メモリ 204 |
| 〔2〕 データスイッチング 205 |
| 〔3〕 再生増幅器 205 |
| 9・6 おわりに 206 |
| 参考文献 206 |
| 10章 超短光パルスと半導体レーザー |
| 10・1 はじめに 209 |
| 10・2 半導体レーザーによる超短光パルス発生の基礎 210 |
| 10・3 半導体レーザーによる超短光パルス発生法 214 |
| 〔1〕 Qスイッチング法 214 |
| 〔2〕 利得スイッチング法 216 |
| 〔3〕 モード同期法 222 |
| 10・4 おわりに 225 |
| 参考文献 227 |
| 11章 光電子集積回路(OEIC) |
| 11・1 はじめに 229 |
| 11・2 OEICの概念 229 |
| 〔1〕 OEICの定義・特徴 229 |
| 〔2〕 OEICの基本技術 233 |
| 11・3 OEICの現状 235 |
| 〔1〕 OEIC光送信器 235 |
| 〔2〕 OEIC光受信器 240 |
| 11・4 OEICの可能性と課題 244 |
| 〔1〕 OEICの可能性 244 |
| 〔2〕 OEICの課題 246 |
| 11・5 おわりに 249 |
| 参考文献 249 |
| 終章 半導体レーザーの将来 |
| A.半導体レーザーの開発の歴史 253 |
| デバイス技術の発達 253 |
| 日本人研究者の果たした役割 254 |
| B.半導体レーザーに残された問題点 256 |
| キャリヤノイズ 256 |
| 量産技術 257 |
| 新材料 259 |
| C.光通信以外への応用 259 |
| センサとして 波長範囲の拡大 260 |
| イノベーショナルな発展への期待 261 |
| D.今後の展望 262 |
| 索引 265 |
| 1章 半導体レーザーの理論的基礎 |
| 1・1 二重へテロ構造半導体レーザーの基本構造と特性 1 |
| 〔1〕 光導波路としての半導体レーザー 2 |
図書
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