巨匠先駆者の干渉縞の位置ブレ見落とし

巨匠先駆者の干渉縞の位置ブレ見落とし · 2020/03/20

巨匠先駆者の干渉縞の位置ブレ見落とし

干渉、回折の明暗縞の位置ブレレーザー光以外の光源を用いた干渉実験と回折の光の現象には巨匠や先駆者が見逃した現象が隠れています．明暗縞が映像に記録されるためには観察期間が長くかかります．ロウソクの科学の著書で有名なファラデーや光学の発展に力のあったヤングやフラウンホーファーは1800年初頭に活躍しました．...

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わたしが発表した論文もダウンロードできるようにします．

フライシュマンとポンズの実験をご存じでしょうか．

また武者先生のエフ分のいち揺らぎという世間を席巻したトピックをご存じでしょうか．

　それらの原因となる現象の答えがまとまりました．

閑話休題　学生時代のアルバイト

半導体レーザの黎明期との関わり

1975年頃、私は大学電子工学科の3年生で、KDD（国際電信電話公社）の恵比寿の山の上にあった研究所に半導体赤外線レーザー開発の坂本たかや主幹や坂田主任の研究室でアルバイトしていました。それが黎明期の半導体レーザーの時代に当たります。

　当時の研究所は別所坂の上にあり、現在の防衛装備庁艦艇装備研究所の池を見下ろす位置にありました。私を指導する教官となった冗談を言わぬ坂田さんからは池を見ていると潜水艦の艦橋がたまに表れるという面白い話が聞けました。理屈もついて、共済病院のあたりで目黒川がサラサラとくるぶしほどにも浅いのは地中の水路に水が分流分配されているからだと壮大な眉唾な理屈をいうのです。

　学校では半導体工学を履修しガスレーザーやメーザについても習いました。加熱や強い光線の照射によって半導体内部のエネルギーを増し、エネルギー準位間の反転分布をすると、物体はたとえば手持ち花火に点火したとき、花火の粉から青や赤の発光が輝くと同じに強い光で輝きます。その光を利用し、共振器の中で発光の確率を合わせ、位相を揃えた発光にさせるとレーザーになります。

　アルバイトをやめた直後、私の後に来た、東北大学大学院出身の秋葉研究員の顔が朝日新聞夕刊の1面の写真に赤外線レーザー連続発振成功の報として載っていました。

　当時の世界の目標は光ファイバーの通信に適した信号減衰の少ない赤外線のレーザーを目指して、超小型光源を開発しようとしていたのです。まだ当時には光の変調や増幅の方法もなく、光ファイバーを接続し単純に延長するにも高度なガラス溶接の技巧が必要だった時代です。

　地下にある２階建ての超高清浄度クリーンルームでつま先から頭まで全身をナイロンの無塵服に包み超高純度純水製造機の水を銭湯の太い蛇口から湯船に注ぐ時のようにジャンジャン流してフラスコやシャーレーを洗い、シリカにインジュームなどの危険な元素をドープして海外製の炉で結晶化させ、できた半導体を写真現像工程のようにマスクを載せて印画してマスクの形状となるようにエッチングしヘキサ構造（パイ生地やミルフィーユのように多層を重ねた構造）の６✕６✕１ミリメートルくらいの薄片を作り、薄片をピッチという蝋のような接着剤で台座に貼り付け、研磨して薄さをさらに数十ミクロンまでし、いくつかの細片に劈開により分割するまでのすべてが私ひとりの仕事でした。

　大量のトリクロロエチレンを使って換気のないクリーンルーム内で脱脂洗浄したり炉から蒸発する危険なガスの周囲で作業するなど、溢して足を濡らすだけでも肝臓に影響する危険な作業を何も知らぬ防護知識の足りない私にさせていたようです。体が丈夫で良かったです。頭や目には影響が残っているかもしれません。

　薄片となった結晶は剃刀の刃で結晶形状を保ったままへき開することができます。

　へき開された面は平行面で半透過の鏡面になります。

　鏡面間の距離が赤外線の波長の整数倍になるとそこで共振が起き赤外線がレーザーとなります。

　結晶内のわずかな誘電率偏向が体積内に円筒形に光ファイバーの光路のように作れると光線の集中が円筒状に発生し光密度が高められます。

　鏡面に囲まれた半導体に電流を数アンペアを流し、電流密度を平方ミリメートルあたり１００アンペアくらいにさせます。内部から高電圧の電気現象としてX線なども発生する状況になります。

　赤外線レーザーを分光装置で測り、赤外線が検知できたら半導体赤外線レーザの素子の出来上がりです。

　私の作業は歩留まりよく素子ができるまでの条件割り出しのための基礎作業だったのです。わたしには半導体の組成、結晶構造はいまだに聞かされていない秘匿事項でした。

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