SOI基板上半導体薄膜DFBレーザに関する研究

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光電子集積回路用の小型・低消費電力光源として期待される、強光閉じ込め効果を用いた極低電流動作半導体薄膜DFBレーザをSOI基板上に実現すると共に、他の機能光デバイスを集積化することを目的としている。半導体薄膜レーザに関する研究報告は所属研究機関により以前よりなされてきたが、光励起による動作のみであるという問題が残されていた。この解決方法を探索するために、横注入型レーザ構造を採用し半絶縁性基板上レーザに関する研究より着手した。初年度にレーザ発振、2年目はその特性改善に注力した。その結果、1回成長で作製されるレーザと遜色ない横注入レーザの実現に成功した。最終年度はこの実績をもとに半導体薄膜DFBレーザ構造化、また半絶縁性基板上での更なる高性能化を行った。薄膜構造化については、低屈折率材料であるベンゾシクロブテン(BCB)を用いることでSOI基板にレーザウエハを貼り付け、横注入構造による薄膜レーザを初めて実現した。パルス動作のみで性能はまだ不十分ではあるが、その後の特性改善(未発表)も達成されている。半絶縁性基板上での更なる高性能化については、a-Si表面回折格子を用いたDFBレーザの研究を進めた。室温連続動作条件下でしきい値電流値7.0mA、外部微分量子効率43%の良好な発振特性を得るとともに、動的特性の評価も行い変調効率1.0GHz/mA^<1/2>および30mA注入時に変調帯域4.8GHzを確認した。以上の結果は我々の調査範囲において、1.55μm波長帯の横方向電流注入レーザにおいて最高の性能が達成された。以上の成果を組み合わせることによって、極低電流動作半導体薄膜DFBレーザの実現が期待される.