フォトニック結晶面発光レーザーを用いたオンチップビーム整形

使用光子晶体表面发射激光器进行片上光束整形

• 批准号: 15F15364
• 负责人: 種村 拓夫
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15364/
• 关键词: 半導体レーザ; プラズモニクス

本研究は、オンチップ光インターコネクト、光センシング、ビーム整形などへの新規応用に向けて、微小な半導体レーザを大規模な光集積回路上に集積する技術を開発することを目的とした。本研究提案当初に計画していたフォトニック結晶型構造の素子設計を進めると同時に、微小金属クラッドを用いたレーザ構造を併せて検討した。並行して、試作した素子の発光特性を高精度に評価するため、顕微フォトルミネッセンス測定系を改良した。具体的には、InP基板における光吸収を抑えるために、最適波長の励起光源を新たに導入し、さらに、共振器内部の発熱の影響を分離するために、パルス光励起を可能にする駆動回路を整備した。その結果、試作した素子の室温レーザ発振を観測することに成功した。さらに、独自に開発した微小共振器型レーザを電流駆動することで、高効率な発光を確認した。並行して、光導波路に結合した微小レーザの数値解析を行い、共振Q値を制御するための新規設計を提案し、数値シミュレーションにより、その有効性を実証した。これらの成果をさらに発展させることで、多数の微小光源を相互に接続した高密度光集積回路が実現できると期待される。

This study aims to develop new technologies for optical fiber generation, optical fiber generation, optical fiber shaping, and optical fiber integration on a large scale. This research proposal was originally planned to further develop the element design of crystalline structures and to investigate the application of micro-metallic structures. An improved system for evaluating the emission characteristics of parallel and trial-element light sources with high accuracy Specifically, light absorption on the InP substrate is suppressed, a new excitation light source with the optimal wavelength is introduced, the influence of heat generation inside the resonator is separated, and the driving circuit is prepared so that light excitation is possible. The results of the test were successful in detecting the room temperature vibration of the element. In addition, the development of micro-resonator type current, high efficiency and light transmission are confirmed. Parallel, optical waveguide combination, numerical value analysis, resonance Q value control, new design proposal, numerical value analysis, and effectiveness demonstration The results of this research are expected to be developed in the future, and most of the small light sources are connected to each other.

项目成果

Room-temperature capsule-shaped wavelength-scale metal-clad laser operating at 1550nm

工作波长为 1550nm 的室温胶囊型波长级金属包覆激光器

• 发表时间: 2017
• 作者: Mochizuki;K.;K. Ishihara;T. Yamada;M. Shinohara;R. Azuma;R. Hino;T. Sato;T. Murai;H. Yakiwara;Yi Xiao
• 通讯作者: Yi Xiao

Waveguide-coupled metal-clad cavity with integrated feedback stub

• DOI: 10.7567/jjap.56.082201
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Kaiyin Feng;M. Nishimoto;Chuanqing Yu;S. Saylan;Richard J. E. Taylor;Takuo Tanemura;Y. Nakano

カプセル型波長スケール金属共振器レーザの試作と室温パルス発振

胶囊型波长级金属谐振器激光器和室温脉冲振荡原型

• 发表时间: 2017
• 作者: 肖イ;リチャード・テイラー;虞伝慶;種村拓夫;中野義昭
• 通讯作者: 中野義昭

Room-temperature capsule-shaped wavelength-scale metal-clad laser with enhanced side mode suppression

• DOI: 10.1063/1.5000246
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Yi Xiao;Richard J. E. Taylor;Chuanqing Yu;Kaiyin Feng;Takuo Tanemura;Y. Nakano

Sub-wavelength metallic laser coupled to silicon-on-insulator waveguide with integrated optical feedback stub for Q factor enhancement

• 发表时间: 2016-09
• 期刊: 2016 International Semiconductor Laser Conference (ISLC)
• 作者: Kaiyin Feng;Chuanqing Yu;M. Nishimoto;Richard J. E. Taylor;Takuo Tanemura;Y. Nakano