多波長面発光レーザアレイと中空光導波路に基づく光ICの研究

本研究では短距離光通信におけるテラビット級WDM用光源の実現を目指し,面発光レーザアレイと中空光導波路回路を基盤とした光ICの実現を目標としている.今年度はテーパ中空光導波路による合波回路の拡張性について検討を行った.光合波回路は上部反射鏡および面発光レーザのP型電極となる金を反射鏡としたテーパ中空光導波路である.この中空コア内に面発光レーザを配置することで,基板の垂直方向に出射された面発光レーザの出力光を多重反射により,基板の水平方向に変換させる.今回は提案するテーパ中空光導波路構造による多波長合波の拡張性を検討するため,4チャネル面発光レーザアレイをマルチモードファイバに対し横方向に20μmずつずらし3列の多重配列を想定して合波実験を行った.ここでは各素子の発振波長は駆動電流により0.2nm間隔で1057nm-1059.2nmまで制御している.面発光レーザと光ファイバのアライメントを行った際にはテーパ中空光導波路による過剰損失は4dB～11dBという結果となった.これは面発光レーザ表面における反射率の低下が原因であるが,中空導波路の反射率を98%程度まで向上することで,合波器の挿入損失を3dB以下に低減できる可能性が得られた.また,横方向に20μmずらしたときの過剰損失の増加は2dB以下であり,合波実験により12チャネルの多波長合波の可能性が得られた.次に光線追跡による計算から過剰損失3dB以下で合波可能なチャネル数の検討を行い,3列配列することで50チャネル以上の多波長合波の可能性が得られた.

本研究では短距離光通信におけるテラビット級WDM用光源の実現を目指し,面発光レーザアレイと中空光導波路回路を基盤とした光ICの実現を目標としている.今年度はテーパ中空光導波路による合波回路の拡張性について検討を行った.光合波回路は上部反射鏡および面発光レーザのP型電極となる金を反射鏡としたテーパ中空光導波路である.この中空コア内に面発光レーザを配置することで,基板の垂直方向に出射された面発光レーザの出力光を多重反射により,基板の水平方向に変換させる.今回は提案するテーパ中空光導波路構造による多波長合波の拡張性を検討するため,4チャネル面発光レーザアレイをマルチモードファイバに対し横方向に20μmずつずらし3列の多重配列を想定して合波実験を行った.ここでは各素子の発振波長は駆動電流により0.2nm間隔で1057nm-1059.2nmまで制御している.面発光レーザと光ファイバのアライメントを行った際にはテーパ中空光導波路による過剰損失は4dB～11dBという結果となった.これは面発光レーザ表面における反射率の低下が原因であるが,中空導波路の反射率を98%程度まで向上することで,合波器の挿入損失を3dB以下に低減できる可能性が得られた.また,横方向に20μmずらしたときの過剰損失の増加は2dB以下であり,合波実験により12チャネルの多波長合波の可能性が得られた.次に光線追跡による計算から過剰損失3dB以下で合波可能なチャネル数の検討を行い,3列配列することで50チャネル以上の多波長合波の可能性が得られた.