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マイクロマシンを用いた微小共振器波長可変光フィルタ

使用微型机械的微腔可调谐光学滤波器

基本信息

批准号：
04J04597
负责人：
WIGANES (2006)
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

今回、GaAs/GaAlAsマイクロマシン光フィルタの波長可変化を高める研究を報告している。フィルタの片持ち梁を100μm長くすることによって、熱動作による波長可変化が0.14nm/Kに高まった。熱膨張層を半分の多層膜の厚さに厚くすることにより、最大波長可変化0.84nm/Kが可能であることを示した。マイクロマシン構造を用いた長波長面発光レーザ及び共振型光検出器を提案し、片持ち梁構造の熱膨張層を導入することにより、波長温度無依存動作の可能性を示した。通常の半導体材料では、温度変化に伴い屈折率が変化ため、半導体レーザ及び共振型光検出器の波長安定化が課題となる。一方,片持ち梁構造においては、温度上昇によるバイモルフ効果によって、共振器長を制御することが可能となり、適切な片持ち梁構造を設計することで共振波長の温度係数を抑制し、発振波長の安定化が期待される。温度無依存動作を達成するため、FIBで上のInP層をエッチングした片持ち梁長95μmのマイクロマシン面発光レーザ構造を用いることで、温度変化に対する波長シフト量が面発光レーザの発振特性において、0.0016nm/Kであることを観測した。典型的な半導体レーザの波長シフト量が0.1nm/K程度(60倍以上大きい)であるため、バイモルフ効果を持つ片持ち梁構造によって,単モード半導体レーザの温度無依存動作の可能性が確認された。測定した発振特性において、出力光の偏光安定化が示された。なお、共振型光検出器のため、上のInP層をエッチングしなかった片持ち梁85μmの共振波長シフト量が0.03nm/Kであることを観測した。その結果、温度依存の少ない半導体デバイスを実現できる可能性が確認された。

This paper reports on GaAs/GaAlAs wavelength variability. The wavelength of the film is 100μm long, and the wavelength of the thermal operation can be changed to 0.14 nm/K. The thickness of the thermal expansion layer can be reduced to 0.84 nm/K. The possibility of wavelength and temperature independent operation is shown by introducing a thermal expansion layer into a thin film structure. The wavelength stabilization of semiconductor materials and resonant detectors is a problem. On the one hand, the temperature rise of the plate support beam structure, the effect of the temperature rise, the control of the resonator length, the possibility of the appropriate design of the plate support beam structure, the suppression of the temperature coefficient of the resonance wavelength, and the stabilization of the emission wavelength are expected. Temperature-independent operation is achieved by measuring the wavelength of the InP layer on the FIB layer, the wavelength of the InP layer on the FIB layer, and the wavelength of the InP layer on the FIB layer. The wavelength of a typical semiconductor chip is about 0.1 nm/K (60 times larger), and the possibility of temperature-independent operation of a typical semiconductor chip is confirmed. The polarization stabilization of the output light is shown in the measurement of the vibration characteristics. The resonance wavelength of the resonant type optical detector is 0.03 nm/K. The results and temperature dependence of the semiconductor devices were confirmed.