高速半導体光スイッチとその応用

高速半导体光开关及其应用

基本信息

批准号：
18040009
负责人：
宇高勝之
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究期間では、当研究室で提案、開発してきた半導体高速光スイッチである部分屈折率変調多モード干渉導波路型光スイッチ(MIPS-P)について、これまでに実際に電流パルス変調により数ナノ秒の高速応答を確認してきたが、過渡応答に不用な振動成分や遅い成分があることが問題であった。これを解決することが今後の展開に必要不可欠であったことから、まずその原因について理論的に検討し、注入キャリアの変調領域からの拡散広がりによるものであることを明らかにした。その考察を元に、キャリア拡散を抑圧すべく電流狭窄構造の機能に加えて、位相変調をより確実に行う素子構造としてマッハツェンダ型多モード干渉導波路型光スイッチ(MIPS-MZI)について、基本特性を解析により明らかにした。その結果、同時に素子サイズも70%位のコンパクト化が可能となり、そして-30dB以下の低クロストークスイッチングをより低い電流で達成可能であることを分かった。現在素子作製を進めている。他方、低コストで高機能な光プラットフォームを目指して、シリコン導波路を用いた超高密度波長多重システムに対応したチューナブルバンド選択インターリーバスイッチを開発した。まず周期約230nm、深さ約1μm位の高品質シリコン導波路ブラッググレーティングを電子ビーム露光とDeep-RIE及びICP-RIEを駆使して作製する技術を確立した。さらにやはり研究室で提案した中モードサイズ導波路を用いて、マイケルソン干渉計に上記ブラッグ回折格子を装荷し、また位相調整電極を形成したデバイスを作製し、実際にITUに準拠した波長間隔0.8nm、選択バンド幅4nm、波長可変幅2nmで、選択波長群を間欠的にスイッチング可能なチューナブルインターリーバスイッチを実現し、今後の低コスト高機能光LAN用光デバイスの有効性を明らかにした。現在3件論文投稿準備中である。

在此研究期间，我们先前已经证实了部分屈光指标调制的多模多模型干扰波导型光学开关（MIPS-P），这是一种由我们的实验室提出和开发的高速半导体光学开关，通过当前的脉冲调制，迄今为止，使用当前的脉冲调制，迄今为止，迄今为止，有不必要的纤维组件和慢速组成响应。由于解决此问题对于将来的发展至关重要，因此我们首先研究了理论上的原因，并揭示了这是由于从植入载体的调制区域扩散的扩散所致。基于此考虑，分析了Mach-Zehnder多模具干涉波导类型光学开关（MIPS-MZI）的基本特征，以提供更可靠的元素结构来进行相位调制，此外除了电流收缩结构的功能以抑制载体扩散。结果，发现可以同时将设备尺寸降低到约70％，并且低频率可以实现低于-30dB的低串扰开关。目前，我们正在开发制造设备。另一方面，为了创建一个低成本，高功能的光学平台，我们开发了可调频带选择的交叉裂缝开关，该开关与使用硅波导的超高密度波长多路复用系统兼容。首先，我们已经建立了一项技术，用于制造高质量的硅波导bragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg Gragg，并使用电子束暴露，Deep-Rie和ICP-Rie，深度约为1μm。此外，使用实验室中提出的中模尺寸的波导，制造了一种装置，其中将bragg衍射光栅加载到米歇尔森干涉仪中，并形成相位调节电极，并形成可调的交换开关，并可以间歇性地与ITU-ITU-REMANTINT STEVELSS OPTER-ITU-REAVEL SPACTENTS ONTER-0.8 n nm-n n nm-n n-Nm-n n-nm-int-n n nm-int-n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n-NM组成，宽度为2 nm，揭示了将来低成本，高性能光LAN设备的有效性。目前，正在准备三篇论文。