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五層非対称結合量子井戸と光制御デバイスへの展開

五层非对称耦合量子阱及其在光控器件中的进展

基本信息

批准号：
19023003
负责人：
荒川太郎
金额：
$ 5.44万
依托单位：
Yokohama National 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は, 1.55ミクロン波長帯用にInGaAs/InAlAs材料系を用いた五層非対称結合量子井戸の作製技術(FACQW)を確立するとともに, その優れた電界誘起屈折率変化特性を実証することを目的とする.また, 光変調デバイスを試作し, 超高速光制御デバイスへの応用可能性を示す.平成20年度は, 以下の成果が得られた.I. InGaAs/InAlAs五層非対称結合量子井戸マッハ・ツェンダー光変調器の変調特性改善 :(1) 多重FACQWをコア層とするY分岐を有するMZ光変調器を作製した。位相変調部長は500ミクロンである。DC変調特性を測定したところ、半波長電圧をVpi、位相変調部長をLとして、Vpi・L=1.2Vmm、変調効率157°/mm/V、消光比19.5dBと、消光比を除き、昨年度の結果(Vpi・L=3.6Vmm、変調効率97°/mm/V、消光比30dB)を上回る良好な特性を達成した。(2) 従来の特性をさらに改善すべくFACQW構造の改良を行った。その結果、基礎吸収端をより短波長側にシフトさせつつ、大きな屈折率変化特性が得られる構造を見いだした。2. GaInNAs FACQW構造め提案1.3ミクロン帯光制御デバイスの実現を目的として、GaInNAs系材料を用いたFACQWの構造設計を行った。その結果、屈折率変化が生じる電界領域は狭いものの、InGaAs/InAIAs FACQWと同等の電界誘起屈折率変化特性が得られることがわかった。これは、例えば、位相変調部長1mmのマッハ・ツェンダー変調器を作製した場合、動作電圧は0.1〜0.2Vまで低減できることを示している。

In this study, we have established a five-layer asymmetric coupled quantum well (FACQW) technique for InGaAs/InAlAs material systems for 1.55 nm wavelength applications, and demonstrated the optimal electrically-induced refractive index characteristics. This paper presents the feasibility of ultra-high speed optical control system. In the 20th year of Heisei, the following achievements were obtained. InGaAs/InAlAs five-layer asymmetric combination quantum well modulation characteristics improvement:(1) multiple FACQW layers and Y-branching MZ optical modulator operation The phase adjustment minister is 500. DC modulation characteristics were measured, half-wavelength voltage Vpi, phase modulation length L, Vpi·L=1.2Vmm, modulation efficiency 157°/mm/V, extinction ratio 19.5dB, extinction ratio division 5, and the results of last year (Vpi·L=3.6Vmm, modulation efficiency 97°/mm/V, extinction ratio 30dB) were improved. (2)The improvement of FACQW structure was carried out in order to improve the future characteristics. As a result, the basic absorption end is divided into short wavelength side and large refractive index. 2. GaInNAs FACQW structure proposal 1.3. The purpose of the implementation of the optical control system is to implement the structural design of the FACQW for GaInNAs based materials. InGaAs/InAIAs FACQW and equivalent electrically-induced refractive index characteristics For example, the phase modulation length is 1mm, and the operating voltage is 0.1 ~ 0.2V.