変調ポテンシャル量子井戸による光路切替えスイッチのデジタル動作

使用调制势量子阱进行光路切换的数字操作

• 批准号: 12750035
• 负责人: 加藤 正樹
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750035/
• 关键词: マッハチェンダー干渉計; 変調ポテンシャル量子井戸; マッハツェンダー干渉計; バルク半導体; 偏光無依存動作

今年度は、マッハツェンダー干渉型光スイッチに、特別な量子井戸構造を組み込むことにより、あるしきい値電圧(電界)付近で急峻に光の出力ポートが切り替わるような光スイッチの検討を行った。具体的には、コンピュータシミュレーションにより、量子井戸構造の最適化を行った。通常用いられる矩形量子井戸の両方の端付近にある程度の厚さを持った障壁層を挿入することで、無電界時に中央の井戸に閉じ込められていた電子・ホールの波動関数が、電界印加時に左右の井戸に移動するようになる。障壁層の厚さを変化させることで、この波動関数の移動するしきい値電界を制御することができるようになる。また、電子とホールとで障壁をトンネルする確率が異なるため、左右の障壁層の厚さを最適化することで、効率よく波動関数を移動させることができる。このような波動関数の制御ができると、あるしきい値電界で急激に吸収が広い波長範囲にわたって減少するため、その結果として生じる屈折率変化も急峻かつ非常に大きなものとなる。その結果、デジタル的な動作が可能な光スイッチが実現可能となる。このようなアイデアの下、InGaAs/InAlAs材料系について、量子井戸構造の最適化を行った。最適構造は、障壁層の厚さが2.7nm、中央の井戸幅が3.8nm、電子の波動関数のしみだしを促進するための井戸の井戸幅が5.6nm、ホールの波動関数のしみだしを促進する井戸の井戸幅が4.7nmであることが分かった。

This year, the structure of quantum well is composed of two parts: one part is composed of two parts, the other part is composed of three parts, the other part is composed of three parts. The optimization of quantum well structure is carried out in detail. Generally, the thickness of the rectangular quantum well is close to that of the electric field, and the ratio of the electric field to that of the electric field is close to that of the electric field. The thickness of the barrier layer is changed, and the ratio of the barrier layer to the current is changed. The accuracy of the barrier layer is different from that of the electron barrier layer. The thickness of the barrier layer on the left and right is optimized. The ratio of the efficiency is shifted. The wavelength range of the absorption wave is reduced, and the result is that the refractive index changes rapidly. The result is that the action is possible. InGaAs/InAlAs material system optimization and quantum well structure optimization The optimum structure is: the thickness of the barrier layer is 2.7nm, the width of the central well is 3.8nm, the ratio of electrons is 5.6nm, the ratio of electrons is 4.7nm.

项目成果

並木良介,加藤正樹,中野義昭: "バルクInGaAsP/InPを用いたマッハツェンダー光スイッチの低電圧動作"第48回応用物理関連連合講演会. 28p-YF-1. (2001)

Ryosuke Namiki、Masaki Kato、Yoshiaki Nakano：“使用块状 InGaAsP/InP 的马赫-曾德尔光开关的低电压操作”第 48 届应用物理协会会议 (2001)。

並木良介, 加藤正樹, 中野義昭: "バルクInGaAsP/InPを用いたマッハツェンダー光スイッチの低電圧動作"第48回応用物理関連連合講演会. 28p-YF-1. (2001)

Ryosuke Namiki、Masaki Kato、Yoshiaki Nakano：“使用块状 InGaAsP/InP 的马赫-曾德尔光开关的低电压操作”第 48 届应用物理协会会议 (2001)。