ADE-FDTD 法によるコレステリック液晶レーザー中の電界分布解析

摘要

Numerous studies on the development of laser devices utilizing self-organized periodic helical structure in cholesteric liquid crystals (CLCs) has been actively carried out. However, reported results so far are only on experimental ones and no research based on numerical simulation has been made. Recently, we have reported the numerical simulation-based analysis of lasing dynamics in CLC based on auxiliary differential equation finite-difference time-domain (ADE-FDTD) method which couple FDTD method and rate equation in four level energy structure, and we have shown that our method can be utilized as a computer-aided design tool to seek for the device structure with much lowered lasing threshold. Here we report detailed investigation of the field distribution in CLC laser under lasing condition.%コレステリック液晶の自己組織化的な螺旋周期構造を利用したレーザー素子の開発に関する研究が、国内外において活発になされてきている。しかしながら、これまでの報告例は実験に基づく検討が主であり、数値シミュレーションに基づく解析は行われてこなかった。そのような中、我々は時間領域差分（Finite-DifferenceTime-Domain：FDTD）法と4準位系のエネルギー構造におけるレート方程式などの補助方程式（auxiliary difrbrentialequation：ADE）を組み合わせたADE-FDTD 法により、コレステリック液晶におけるレージング?ダイナミクスの再現に成功しており、コンピューター·シミュレーションに基づくより低聞値なレーザー構造の設計手法としての有用性を示してきた。本報告では、レーザー発振下におけるコレステリック液晶レーザー内外での電界分布について詳細に解析したので報告する。