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超高速面発光レーザと超並列光リンク技術の新展開

超快面发射激光器和大规模并行光链路技术的新进展

基本信息

批准号：
12J09691
负责人：
ダリルハメド
金额：
$ 1.73万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

スーパーコンピューター, データセンター等の産業用情報機器の処理速度の爆発的な伸びや並列度の拡大により, 大容量かつ低消費電力の光インターコネクト技術の開拓が急務になっている. 本研究では, 我が国発の独創的発光デバイスである面発光レーザ技術を基に, 現在の直接変調半導体レーザの高速化の限界を超える超高速面発光レーザを実現するための基盤技術開拓を目指した. 具体的なアプローチとしては, 面発光レーザと同一面内に集積された光の一部を結合・帰還させる新構造導波路を設計・製作して, 光の帰還により面発光レーザの直接変調動作の高速化を図り, 40Gbps級の直接変調技術の基盤確立を進め, 以下の成果を得た.1)酸化狭窄幅を変化させた新しい横方向結合構造を提案して, 面発光レーザと光変調器集積光源を試作し, 変調帯域の素子長依存性などを明らかにするとともに, 1V以下の低い変調電圧で変調帯域20GHz以上を実現した. 同時に25Gbpsの低電圧大信号変調を実現した.2)上記構造で, 変調器の長さを制御することで, 多モード干渉効果により, 光変調器から面発光レーザへの戻り光を10dB以上低減できることを示し, 実験的にも戻り光に起因した強度雑音の低減に成功した.3)上記の構造を用い, かつ光変調器の共振効果を併用することで広域側の変調感度を増大し, 小信号変調帯域を30GHzまで拡大することに成功した.以上, 面発光レーザとスローライト伝搬を利用した超小型吸収光変調器をモノリシックに集積することで, 低消費電力動作と高速化の両立する集積光源の可能性を示した.

The processing speed of industrial information equipment such as computer equipment, data equipment, etc. is greatly expanded and the parallel degree is greatly increased, and the development of high-capacity, low-power consumption and optical equipment technology is urgently needed. This study is aimed at developing a novel optical substrate technology based on the surface emission technology developed by our country, and pointing out the development of substrate technology for realizing the high speed limit and ultra high speed surface emission technology of directly modulated semiconductor circuits. The design and fabrication of a new structure waveguide for planar light transmission and direct modulation of light transmission in the same plane, the establishment of a substrate for 40Gbps direct modulation technology, and the following results were obtained. 1) Acidizing narrow amplitude and changing the new transverse direction of the structure proposal. The integrated light source of the surface light emitter and the light modulator is tested, and the element length dependence of the modulation band is changed. The low modulation voltage below 1 V is changed, and the modulation band above 20GHz is realized. At the same time, 25Gbps low voltage large signal modulation is realized. 2) The structure described above is used to control the length of the modulator. 3) The structure described above is used to control the length of the modulator. The resonance effect of the optical modulator is used together. The modulation sensitivity of the wide range side is increased. The small signal modulation range is increased to 30GHz. As mentioned above, the possibility of integrated light source with low power consumption and high speed operation is shown by using ultra-small absorption light modulator.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Compact electro-absorption modulator integrated with vertical-cavity surface-emitting laser for highly efficient millimeter-wave modulation

DOI：
10.1063/1.4894716
发表时间：
2014-08
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
H. Dalir;Moustafa Ahmed;A. Bakry;F. Koyama
通讯作者：
H. Dalir;Moustafa Ahmed;A. Bakry;F. Koyama

Push-pull modulation of lateral coupling of dual VCSEL cavities using a bow-tie shape

使用领结形状的双 VCSEL 腔横向耦合的推挽调制

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hamed Dalir;Akihiro Matsutani and Fumio Koyama
通讯作者：
Akihiro Matsutani and Fumio Koyama

High-speed Direct Modulation Beyond 29GHz of 980nm Transverse Coupled Cavity VCSEL

980nm 横向耦合腔 VCSEL 超过 29GHz 的高速直接调制

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Nakamura;A. Kimura;F. Kitatani;M. Ohta;K. Furutaka;S. Goko;K.Y.Hara;H. Harada;T. Kin;M. Koizumi;M. Oshima;Y. Toh;K. Kino;F. Hiraga;T. Kamiyama;Y. Kiyanagi;T. Katabuchi;M. Mizumoto;M. Igashira;J. Hori;T. Fujii;S. Fukutani;and K. Ta;寺田健太郎;Hamed Dalir and Fumio Koyama
通讯作者：
Hamed Dalir and Fumio Koyama

Large Enhancement in Modulation Bandwidth of Low-Voltage Slow Light Bragg Reflector Waveguide Modulator

低压慢光布拉格反射波导调制器调制带宽大幅提升