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半導体レーザー：半導体レーザーにおける連続可変なコヒーレントパルス生成
Nature 652, 8111 doi: 10.1038/s41586-026-10387-w
レーザーは、そのスペクトル放射の制御が光共振器の物理的寸法に依存することから、特定の周波数での一連の離散的な共振モードに限定されている。光共振器を改変しなければ、得られるレーザー放射スペクトルに大きなギャップを生じさせるだけでなく、繰り返し率が固定値となることから、スペクトル領域または時間領域で大きな可変性が求められるさまざまな実験や用途におけるデバイスの有用性が制限される。今回我々は、レーザー共振器全体にわたって時空間的なゲイン変調を誘起するマイクロ波駆動信号を使用して、4 GHzから最高16 GHzまで繰り返し率を連続的に変化させることのできるモノリシック半導体レーザーを実証することで、この根本的な限界を克服し、連続的に可変な群速度を持つ共振器内モードロックパルスを生成した。出力では、周波数領域においては連続的に可変なモード間隔を持つ周波数コムが生成され、時間領域においては連続的に可変な繰り返し率を持つコヒーレントなパルス列が生成された。今回の成果は、完全に可変のチップスケールのレーザーや周波数コムを実現する道を開くものであり、基礎研究から高分解能分光法やデュアルコム分光法などの応用に至るまで、多岐にわたる分野での使用で有益である。
