シフトレジスタ機能付超高速光メモリ構成法の研究

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偏光双安定面発光半導体レーザ(VCSEL)を用い、極めて小さな光入力エネルギーで動作可能な全光型フリップ・フロップ、および光バッファメモリ構成法の研究を行い、以下の成果を得た。1.全光型フリップ・フロップ動作光バッファメモリの動作条件を明らかにすることを主な目的として、波長0.98μm帯偏光双安定面発光半導体レーザを用いて、全光型フリップ・フロップ動作の光入力エネルギーの低減を検討した。正方形のメサ構造をもつVCSELは、作製上から生ずる非対称性をもち、偏光が直交する2つの発振モードの波長は数GHz異なるのが一般的である。セット光とリセット光の波長をそれぞれ個別に最適化することにより、0.2〜0.3fJ程度の小さな光入力エネルギーでフリップ・フロップ動作を実現した。2.光バッファメモリ偏光双安定性をもつ面発光半導体レーザアレイを用いて、光パケット交換用の全光型バッファメモリが実現できること、二次元アレイ面発光半導体レーザを用いて、記録情報を二次元アレイ内で一括転送し記録できる、シフトレジスタ機能をもたせることが可能なことがわかった。このシフトレジスタ機能の追加により光バッファメモリの構成が簡単になり大容量化できることから、フォトニックネットワークの発展に大きな寄与ができるものと考えている。GaAs/InGaAs系材料を用いてメサ構造面発光半導体レーザの二次元アレイを作製し、メサの大きさを5μm角にすることにより偏光双安定を実現した。又、光入力によるフリップ・フロップ動作を実現した。又、シフトレジスタ機能付バッファメモリの具体的な構成法を検討し、実証実験を行うことができる測定系の準備を終えた。