歪み格子量子井戸よりなる光励起垂直入射型光増幅器の作製に関する研究

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(1)歪み量の最適化井戸層に圧縮歪みを持たせることでMQW面型光増幅器のゲインを大きくすることができる。しかしながら、大きすぎる歪みは結晶の転位を引き起こしゲインの低下につながるため、歪み量と積層数の最適化が重要である。本研究では、井戸層にInGaAs、障壁層にInGaAlAsを用いているが、井戸層に0.6%程度の圧縮歪みを持たせ障壁層で伸張歪みを持たせることで歪み補償を行うことで、欠陥のない100周期以上のMQWの積層が可能になった。信号光波長1.55μm、励起光波長1.45μmに対して、面型の1パスゲインとしては最高の2.4dBが得られた。(2)ファブリペロ-共振器(FPI)構造の導入による高利得化活性層の両側を適当な反射率を持つDBRミラーで挟むことにより、適度に広い動作波長範囲を保ちつつ高いゲインを実現できる。設計によって、ピークゲイン10dB、動作波長範囲7nmが可能であることを示した。(3)キャリヤ閉じ込めによる高利得化活性層をメサ状にエッチングし、熱処理によってpassivationすることにより、メサ周辺部での強いキャリヤ再結合が減り、メサ中央部の再結合度を増やすことができることを実験により確認した。