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有機金属気相成長法による選択成長を用いた波長制御光集積デバイスに関する研究

金属有机气相外延选择性生长波长控制光集成器件研究

基本信息

批准号：
05J06916
负责人：
川北泰雅
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代の適応型光通信ネットワークを実現するには、動的な波長操作機能を有する複合機能デバイスの実現が強く望まれる。現在用いられている光源、受信器等と同様のInP系半導体材料を用い、それらとのモノリシック集積による機能拡張が一つの方法と考えられる。機能集積の観点からは、複数の素子を1チップに容易に形成する有機金属気相成長(MOVPE)選択成長法が有効である。本研究では、光の伝搬方向での層厚・バンド端制御だけでなく横方向にその制御性を応用し、それぞれの導波路の相互作用による光制御を目指した。導波路アレイを挟むストライプ状マスクの片側のみに幅広マスクを配置した非対称構造にすることにより、それぞれ導波路毎に層厚の異なる導波路アレイを形成し、光の伝搬定数、つまり等価屈折率の制御を行った。この導波路アレイを用いて、波長分波器、光偏向器を実現した。各アレイ導波路の屈折率を動的に制御し、出力ポートにおいて波長の順列を任意に決定するような、波長軸上での動的スイッチング機能の可能性を示唆した。これは既に報告のある波長合分波器と光スイッチを組み合わせて実現される波長選択スイッチを、単一の導波路デバイスで置き換えることが可能となる事を示唆するものである。半導体材料の観点から、量子ドット(QD)構造をコア層とした導波路の導入を検討した。前述の選択成長法を利用しバンド端の異なるQD、つまり形状の異なるQDを実現することにより、大きな屈折率変化を実現することが可能になる。実験的に、SK成長モードによる(100)InP基板上に自己組織InAs QDの作製を減圧MOVPE法により小ドット径・高密度QDの作製に成功し、さらに選択成長を適応し、各導波路においてドット径・密度の変化を確認した。これは本研究の導波路アレイのみならず、広波長帯域に対応可能なデバイス実現にとっても有益な成果であるといえる。

The next generation of adaptive optical communication systems is expected to be implemented with multiple functions such as dynamic wavelength operation. The present invention relates to a method for expanding the functions of a light source, a receiver, etc., which are similar to InP semiconductor materials. The organic metal phase growth (MOVPE) selective growth method is effective because it is easy to form multiple elements. In this study, the layer thickness, the end control and the lateral control in the direction of light propagation were studied. The waveguide is formed with different thickness of each layer of the waveguide, and the refractive index of the waveguide is controlled by the number of optical transitions and the number of optical transitions. The wavelength splitter and optical deflector are realized in the optical waveguide. The refractive index of each waveguide is controlled, and the order of the output wavelength is determined arbitrarily. The possibility of the refractive index function on the wavelength axis is shown. The wavelength combiner and the optical splitter are combined to realize the wavelength selection, the wavelength selection and the optical waveguide conversion. The introduction of quantum dots (QD) in semiconductor materials is discussed. The above selective growth method can be used to realize the difference between QD and QD, and the difference between QD and QD can be realized by changing the refractive index. In order to successfully manufacture InAs QD on (100)InP substrate, the MOVPE method was used to reduce the pressure of InAs QD. In addition, the selective growth of InAs QD on (100)InP substrate was successfully performed. The diameter and density of InAs QD on each waveguide were determined. This paper presents the results of this study on the wavelength band and waveguide loss.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Wavelength selective switch using arrayed waveguides with linearly varying refractive index distribution

使用具有线性变化折射率分布的阵列波导的波长选择开关

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
IPAP Books, Photonics based on wavelength integration and manipulation 2
影响因子：
0
作者：
Kazuhiko Shimomura;Yasumasa Kawakita
通讯作者：
Yasumasa Kawakita

Size and density control or InAs quantum dots by selective MOVPE growth employing stripe mask array and composition-varied GaInAs layer

通过采用条带掩模阵列和成分变化的 GaInAs 层进行选择性 MOVPE 生长来控制 InAs 量子点的尺寸和密度

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Technical Digest of the 18th Annual Meeting of the IEEE Lasers and Electro-Optics Society (LEOS) LEOS 2005
影响因子：
0
作者：
Yusuke Yamauchi;Yasumasa Kawakita;Satoshi Okamoto;Junji Yoshida;Kazuhiko Shimomura
通讯作者：
Kazuhiko Shimomura

選択成長アレイ導波路波長分波器の偏波無依存化構造に向けた検討

选择性生长阵列波导波长解复用器偏振无关结构研究