外部共振器型半導体レーザー装置の製作 物理工学専攻 小菅 洋介 （Ｍ１） 〔指導教員： 熊倉 光孝〕

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1 外部共振器型半導体レーザー装置の製作 物理工学専攻 小菅 洋介 （Ｍ１） 〔指導教員： 熊倉 光孝〕
物理工学専攻　小菅　洋介　（Ｍ１）　　〔指導教員：　熊倉　光孝〕 実施期間：　平成２０年１０月　～　平成２１年２月 　　　　　　　　　　　（平成２０年度後期　５単位）

2 Light Amplification by Spontaneous Emission of Radiation
LASER Light Amplification by Spontaneous Emission of Radiation ・ C. H. Townes & A. L. Schawlow (1958) 理論的可能性 ・　T. H. Maiman (1960)　実現 物理学者の研究対象 自分で作るもの レーザー技術の研究 物性研究、化学への応用 計測・加工への応用 1980年代 市販品を利用 中身は知らない、利用するだけ 2000年～

3 LASER ― 幅広い総合科学・技術の結晶 理解するには自作するのが一番 ・ 原子物理学、分子物理学 幅広い物理学 様々な特性を利用した
・ 電磁気学、結晶光学 幅広い物理学 ・　高いコヒーレンス ・　狭帯域（高い周波数純度） ・　高輝度 ・　時間分解能 様々な特性を利用した 　幅広い応用可能性 多彩な要素技術 ・　結晶材料、材料特性、薄膜、半導体 ・　微細加工、精密機構、　電子回路 ・　熱工学、温度安定化 理解するには自作するのが一番

4 プロジェクトの目標 レーザー装置を自作 安価に入手可能な半導体レーザー素子 ・ 狭帯域（高い周波数純度）: 周波数安定化
・　狭帯域（高い周波数純度）:　周波数安定化 原子の冷却・光による運動操作 （ 原子光学 ） 外部共振器を利用した光フィードバック レーザー装置を自作 ・　物理光学、レーザー工学、光計測・制御 の深い理解 ・結果を目で見て、光科学に対する強い興味 喚起

5 プロジェクトの経過 ・ 論文検索、内容紹介 設計・製作に必要な知識 ・ ＰＣを利用して設計、作図 ・ 組み立て、調整 特性評価（波長、出力）
・　論文検索、内容紹介　　　　　　 論文紹介 設計・製作に必要な知識 ・　ＰＣを利用して設計、作図　　 工場での機械加工（ホルダー） 、電子工作 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 部品の選定　（ミラー、ＰＺＴ、プリズム）　 ・　組み立て、調整　 特性評価（波長、出力） 周波数制御・安定化の確認　

6 外部共振器型半導体レーザー f 外部共振器 共振器 － ＋ 偏光ビーム スプリッタ ＰＺＴ Detector Ｍ ＰＺＴ Ｍ 共鳴周波数
　f r ＝ f 共鳴周波数 　f r ≠ f レンズ 半導体レーザー素子 780 nm － ＋ 定電流電源

7 外部共振器型半導体レーザー レンズ 偏向ビーム スプリッタ 外部共振器 780nm 30 mW

8 周波数安定化 50 ＭＨｚ 以上にわたる周波数制御 光フィードバック 弱 50 MHz 外部共振器の透過光出力 光フィードバック 強
光フィードバック　弱 50 MHz 外部共振器の透過光出力 光フィードバック　強 50 MHz 　外部共振器への周波数追従・ロック 50 ＭＨｚ 以上にわたる周波数制御 外部共振器の共鳴周波数

9 周波数安定化 外部共振器の共鳴位置で周波数ロック 周波数幅 ＜ 10 MHz 光フィードバック 弱 ; 外部共振器周波数 ： 固定 強
光フィードバック　弱　;　　外部共振器周波数 ： 固定　 50 MHz 外部共振器の透過光出力 50 MHz 時　間 外部共振器の共鳴位置で周波数ロック 　　　　周波数幅　＜　10 MHz

10 プロジェクトの結果 レーザー装置を自作 安価に入手可能な半導体レーザー素子 ・ 狭帯域（高い周波数純度）: 周波数安定化
・　狭帯域（高い周波数純度）:　周波数安定化 外部共振器を利用した光フィードバック ・　物理光学、レーザー工学、光計測・制御 の深い理解 ・　結果を目で見て、光科学に対する強い興味 喚起