スローライトを用いた光集積回路の創成

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本研究では,Bragg反射鏡導波路におけるスローライトを用いて,光変調器や光スイッチなどの光回路の飛躍的な小型化を実現することを目的としている.通常の伝搬光からスローライトの励振手法の開拓と超小型光回路の創成を目指し,以下の成果を得た.(1)交差型スローライトスイッチの実現Bragg反射鏡導波路を用いたスローライト光スイッチの素子設計を行い,スローライト伝搬を利用した小型光スイッチを試作して,構造分散による巨大な等価屈折率変化(数%以上)を実現して,交差角30°,大きさ30μm角の小型光スイッチの動作に初めて成功した.(2)スローライト素子の集積化面発光レーザから,横方向の光染み出しにより,スローライト伝搬を励振する新しい手法を提案し,面発光レーザとスローライト光変調器,スローライト光増幅器の集積化を初めて実現した.長さ50μm以下の小型集積化を可能としたもので,高密度集積化・高速動作・高出力応用を可能にする新しい進展が得られた.光変調器では,変調電圧500mV以下の低電圧動作と小型化(長さ20μm以下)の両立を達成した.また,スローライト光増幅器を製作して,その増幅動作を実証した.(3)新機能創成スローライト光増幅器と波長可変機能を統合することで,巨大なビーム偏向を可能にする新機能素子を提案し,その動作特性をシミュレーションにより明らかにした.数十sに及ぶ巨大掃引特性と増幅器を長尺化することで,解像点数1,000を越える高解像度掃引が可能であることを示した.また,複数の波長可変面発光レーザを集積することで,その波長可変域拡大と高出力化を可能にする新構造を提案した.