マイクロマシン構造を用いた高速波長揮引可能な光フィルタアレイ

利用微机械结构实现高速波长挥发的光学滤波器阵列

• 批准号: 13555011
• 负责人: 小山 二三夫
• 金额: $ 8.45万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13555011/
• 关键词: 光フィルタ; 波長多重; 光通信; マイクロマシン

大容量光ファイバ伝送,あるいは光ネットワークの多機能化を実現するためには,異なる波長の光波を大規模に多重化する波長多重化技術の開拓が必須である.特に,テラビット級の大量情報を処理するノードでは,任意の波長の光を取り出したり,加えたりする光のAdd/Dropフィルタが不可欠である.本研究は,半導体のマイクロマシン構造体を用いて,広範囲な波長掃引機能,温度無依存特性,多波長素子の2次元アレイ化などの新しい機能を有するAdd/Drop光フィルタとそのアレイ実装技術の開拓を目指して研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.1.多層薄膜の熱膨張係数差を利用した温度無依存光共振器の設計手法を確立して.波長の温度係数を従来の半導体光共振器に比べて,1/100以下に低減できる可能性を示した.2.有機金属気相成長装置を用い,温度無依存のGaAs材料べースの光フィルタ用ウェハの成長を行い,これを用いてマイクロマシン構造を試作し.温度係数として0.01nm/Kという半導体光共振器としては,世界最低値を実現し,温度無依存の半導体光フィルタの可能性を実証した.3.熱応力を用いた新しい波長可変フィルタを試作し,駆動電圧5V以下で約20nmの波長掃引を実現し,駆動電圧を大幅に低減可能なマイクロマシン型光フィルタの基礎を確立した.4.マイクロマシンフィルタとマイクロレンズとの組み合わせによるAdd/Dropフィルタの構成法を提案した.高分解能と低クロストークを実現するための構造について検討を進め,特に光ビームのスポットサイズの重要性を指摘した.

Large capacity optical フ ァ イ バ 伝 sent, あ る い は light ネ ッ ト ワ ー ク の function more を be presently す る た め に は, different な の る wavelength light waves を large-scale に multiple す る wavelength の multiple technology must develop が で あ る. Level, に テ ラ ビ ッ ト の information を 処 Richard す る ノ ー ド で は, arbitrary の wavelength の を take り out し た り, plus え た り す る light の the Add/Drop フ ィ ル タ が not owe で あ る. は, semiconductor の マ イ ク ロ マ シ ン constructs を with い て, hiroo van 囲 な wavelength sweep function, temperature dependent properties, wavelength, much fruit の 2 dimensional ア レ イ change な ど の new し い function を have す る the Add/Drop light フ ィ ル タ と そ の ア レ イ loading technology be の pioneering を refers し を て research into め た. は specific な research results, the following の tong り で あ る. 1. の multilayer film thermal expansion coefficient difference を using し た temperature without dependent optical resonator の design gimmick を establish し て. The wavelength <s:1> temperature coefficient を従 indicates that the <s:1> semiconductor optical resonator に is less likely than べて, below 1/100 に to have a reduced で る る を possibility を, which suggests that た た.2. Organic metal を use い 気 phase growth device, temperature no dependent の GaAs material べ ー ス の light フ ィ ル タ with ウ ェ ハ の growth を い, こ れ を with い て マ イ ク ロ マ シ し を try ン structure. Temperature coefficient と し て 0.01 nm/K と い う semiconductor optical resonator と し て は, the world's lowest numerical を be し now, no dependent の semiconductor optical フ ィ ル タ を の possibility be card し た. 3. For heat 応 force を い た new し い wavelength can be - フ ィ ル タ を attempt し, 駆 galvanic 圧 about 20 nm below 5 v で の wavelength sweep lead を be し, 駆 galvanic 圧 を に sharply lower may な マ イ ク ロ マ シ ン type optical フ ィ ル タ の based を し た. 4. マ イ ク ロ マ シ ン フ ィ ル タ と マ イ ク ロ レ ン ズ と の group み close わ せ に よ る Add/droz pフィ フィ タ タ タ た constitutive law を proposal た た. Low high decomposition can と ク ロ ス ト ー ク を be presently す る た め の tectonic に つ い て 検 for を into め, trevor に light ビ ー ム の ス ポ ッ ト サ イ ズ の importance を blame し た.

项目成果

T.Miura, F.Koyama, Y.Aoki, A.Matsutani, K.Iga: "Hollow optical waveguide for temperature-insensitive photonic integrated circuits"Jpn. J. Appl. Phys.. vol.40, no.7A. 4920-4921 (2001)

T.Miura、F.Koyama、Y.Aoki、A.Matsutani、K.Iga：“用于温度不敏感光子集成电路的空心光波导”Jpn。

T.Amano, F.Koyama, N.Nishiyama, A.Matsutani, K.Iga: "Temperature insensitive micromachined GaAlAs/GaAs vertical cavity wavelength filter"Trans. IEICE. vol.E84-B, no.5. 1304-1310 (2001)

T.Amano、F.Koyama、N.Nishiyama、A.Matsutani、K.Iga：“温度不敏感的微加工 GaAlAs/GaAs 垂直腔波长滤波器”Trans。

青木 泰彦, 島田 裕二, 小山 二三夫, 伊賀 健一: "マイクロオプティカルベンチによる2次元並列光インターコネクトモジュール構成法"電子情報通信学会論文誌. vol.J84-C, no.9. 807-813 (2001)

Yasuhiko Aoki、Yuji Shimada、Fumio Koyama、Kenichi Iga：“使用微光学平台的二维并行光学互连模块构造方法”IEICE Transactions vol.J84-C，第 9 号（2001 年）。