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超高速モノリシック光集積回路の研究

超高速单片光集成电路研究

基本信息

批准号：
60420036
负责人：
末松安晴
金额：
$ 17.6万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至 1987
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では半導体量子井戸構造に電界を印加する時に生ずる屈折率変化を用いることにより数+Gbit/sec以上の超高速変調動作が可能光スイッチおよび外部変調器の動作特性の理論的背景を確認しこれを実現することを目指している。さらに、これまで開発を行って来た動的単一モード集積レーザとこの光スイッチをモノリシックに集積し、超高速変調を可能とする光集積回路を実現することを目的としている。量子井戸構造の電界印加に伴う屈折率変化を用いる全反射型光スイッチとして、交差角10度以上、長さ10μm程度、応答速度数THz程度の超小型、超高速動作が理論的に明らかになっている。61年度は、この全反射型光スイッチを実現するための最初の段階として、良質のGaInAsP/InP多重量子井戸(MQW)構造結晶の実現と、この構造の電気光学特性を明らかにすることを目的とした。液相成長法によって、1.3μm波長帯に適用できる量子井戸厚15nm、障壁層厚20nm、25周期からなるGaInAsP/InP多重量子井戸構造を作製し、印加電圧25Vで500【cm^(-1)】という大きな吸収係数変化が起こることを見出した。また集積回路化に最も重要となる低電流動作レーザ実現を目指して、活性領域幅1μm以下の狭ストライプ埋め込みレーザの試作を行い、9.6mAという低電流動作を実現すると共に、活性領域長の短縮による低電流化を押し進めるための新しい内部ストライプ構造を提案および実現した。以上のように、本研究では超高速変調可能なモノリシック光集積回路を実現するための基礎資料を得ている。

In this paper, we confirm the theoretical background of the ultra-high speed modulation operation of semiconductor quantum well structure and the operation characteristics of external modulator. In addition, it is possible to realize the optical integration circuit by means of the optical integration circuit and the ultra-high speed modulation. The quantum well structure has an electric field with refractive index change, and the total reflection type light has an intersection angle of more than 10 degrees, a length of about 10μm, and a response speed of THz. In 1961, the first stage of the total reflection optical structure was realized, and the high quality GaInAsP/InP multiple quantum well (MQW) structure was realized. The liquid phase growth method is suitable for the quantum well thickness of 15nm, the barrier layer thickness of 20nm, and the period of 25 nm. The GaInAsP/InP multiple quantum well structure is fabricated at an applied voltage of 25V and 500 cm^(-1). The most important thing for integrated loop is to realize low current operation. The test operation of narrow active field with amplitude of less than 1μm, 9.6mA and medium low current operation, common active field shortening, low current operation, and new internal structure are proposed. In this paper, we obtain the basic data of ultra-high-speed modulation possibility and the realization of optical integration circuit.