权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

超並列光エレクトロニクス

大规模并行光电子学

基本信息

批准号：
07CE2003
负责人：
伊賀健一
金额：
$ 693.12万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for COE Research
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,COEプロジェクト最終年度として,平成7年〜11年度までの研究により見出されたデバイス技術の発明や新たに見出された光電子システムの可能性を基に,最近の情報ネットワークの世界情勢の激しい変化に対応して,これまでの研究をさらに発展させたデバイスの飛躍的性能向上とシステム化について推進し,次の成果を得た.1.面発光レーザの極限性能追求超並列光エレクトロニクスを実現する上で鍵となる並列光源の面発光レーザについて,レーザ特性の向上と広い範囲の波長のデバイス実現,さらに,新機能面発光レーザの実現を目指して研究を行なった.(1)面発光レーザの完全単一モード化において重要な偏波制御について,傾斜基板上での活性層の結晶歪を大きくすることが安定な偏波制御に有効であることを理論的に明らかにした.実際に,単一横モードの3×3面発光レーザアレーを(311)B基板上に製作し,直交偏波抑圧比と横モード抑圧比に優れた完全単一モード面発光レーザアレーを実現し,高速変調時の直交偏波抑圧比も優れていることを明らかにした.(2)光ファイバ通信に適した長波長帯面発光レーザとして,GaInAs高歪量子井戸を用いた波長1.15μmのデバイスを実現した.しきい値電流0.9mAで170℃までヒートシンク無しで連続動作した.また,実用温度範囲での光出力の低下がきわめて少ないことを見出した.(3)新材料GaInNAsを用いて,化学ビーム成長法による波長1.2μm帯面発光レーザで1mAの低しきい値電流を実現した.また,初の全MOCVD成長による波長1.26μmのGaInNAs面発光レーザ,および,MOCVD法による世界最小レベルの低しきい値電流密度のレーザを実現し,GaInNAsの面発光レーザへの適用性を実証した.(4)青色・紫外面発光レーザへの取組として,光励起面発光レーザによる誘導放出を確認した.また,短共振器形成に必要なレーザ照射による基板剥離技術が活性領域へダメージを与えないことを明らかにし,面発光レーザ実現の可能性を開いた.(5)面発光レーザアレーの実現のため,新たに温度や水蒸気量の精密制御が可能なAlAs酸化装置を設計し,5×5のアレーデバイスについて,単一横モード発振と,しきい値電流0.42mA±0.02mAという均一性の高いアレー光源を実現した.(6)マイクロマシン技術を取り入れた面発光レーザ型波長選択フィルタを試作し,温度に対するフィルタ波長変化が0.01nm/Kときわめて少なく無く,また,アレー状の素子において各素子の表面をわずかにエッチングすることでそれぞれ異なる光波長をフィルタできるアレーデバイスを実現した.(7)面発光レーザの出射孔へ微細加工を行なうことで,安定な横多モード発振を実現できることを示し,高出力で安定な動作が可能なデバイスの実現の可能性を開いた.2.超並列応用システム将来のテラビット級の大容量の情報を扱う光通信ネットワークシステム,並列光情報処理システム,光電子融合型プロセッサ,およびこれらを統合した超並列光エレクトロニクスのシステム研究を推進した.(1)光軸無調整光モジュールとして,波長多重化や大規模化に適した,光源を微小光ベンチに水平に設置する水平型モジュールについて,3×3チャネル面発光レーザとマイクロレンズを用いたコリメート光源アレーモジュールの試作を行い,また,積層光回路に基づく1mm^3の波長多重光回路チップの製作プロセスを確立した.さらに,簡易な構成により2次元アレーモジュールを実現する垂直型の光モジュールの試作を行い,2次元アレー光デバイスの実装技術の基礎を確立した.(2)テラバイト級大容量光メモリのための面発光レーザ光プローブを実現するために必要な,微小光反射による面発光レーザの特性変化を微小金属プローブによる特性変化により明らかにし,大容量光メモリ用信号検出の基礎を確立した.(3)面発光レーザアレーを用いた光無線LANシステムを検討し,面発光レーザアレーをスキャンして通信対象を探索することで,低消費電力かつギガビット/秒クラスの高速な光無線ネットワークが実現できる可能性を明らかにした.以上,本年までの研究により,本プロジェクトの当初の目標を達成すると共に,新たなデバイスおよびシステムの可能性を示した.これらの成果は,産業分野への応用,および今後の当該分野の研究に対し方向性を示すものであると信じている.

This year,COE research has been carried out in the last year of 2007 - 2011, and research has been carried out in the development of new technologies and the possibility of optoelectronic systems. Based on the recent information generation and the excitation of the world situation, research has been carried out in the development of new technologies and improved performance of optoelectronic systems. 1. The ultimate performance of planar light emitting diode is pursued. The wavelength of planar light emitting diode is realized. The realization of new functional planar light emitting diode is pointed out. (1)The surface emission of light is completely simple, and the polarization control is important. The crystallization of the active layer on the inclined substrate is large, and the polarization control is stable. In practice, the 3×3 plane light emitting diode is fabricated on a (311)B substrate, and the DC polarization suppression ratio and the lateral polarization suppression ratio are optimized to completely single plane light emitting diode. (2)Optical communication is suitable for long-wavelength optical transmission,GaInAs high-angle quantum wells are used for wavelength 1.15μm optical transmission. Current 0.9mA to 170℃, no continuous operation. The temperature range of the light output is low. (3)The new material GaInNAs was used in the chemical growth method to realize the wavelength of 1.2μm and the low current value of 1mA. In addition, GaInNAs planar emission at wavelength of 1.26μm was realized by MOCVD method, and the applicability of GaInNAs planar emission was demonstrated. (4)The light emission from cyan and violet surfaces is confirmed by the combination of light emission and induced emission from optically excited surfaces. The substrate lift-off technique necessary for short resonator formation opens the possibility of active domain light emission. (5)The surface emission of light is realized by precise control of temperature and water vapor. The design of AlAs acidizing device is possible. The 5 ×5 emission of light is realized by single horizontal emission of light. The current is 0.42mA±0.02mA. The uniformity of high emission light source is realized. (6)The wavelength of light emitted from the surface of each element is 0.01 nm/K. The wavelength of light emitted from the surface of each element is 0.01 nm/K. (7)2. Super-parallel optical communication systems for large-capacity information in the future, parallel optical information processing systems, optoelectronic fusion systems, optical and electronic fusion systems, optical and electronic fusion systems, electronic and electronic fusion systems. The research on the development of new technologies and new technologies in the field of science and technology has been promoted. (1)Optical axis unadjusted light source, wavelength multiplexing, large-scale light source, horizontal light source, horizontal light source, horizontal In addition, the simple structure of the vertical optical fiber is tested, and the basic technology of the vertical optical fiber is established. (2)It is necessary to realize the surface emission of high-capacity optical fiber, and to establish the basis for signal detection of high-capacity optical fiber. (3)The possibility of low power consumption, high speed, optical wireless LAN system with low power consumption and high speed is also discussed. The above, this year's research, to achieve the original goal of the project, the new project and the possibility of the project is shown The results of this research are useful for the development of industry divisions and for future research in this field.