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五層非対称結合量子井戸と光制御デバイスへの展開

Research Project

Project/Area Number 19023003
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

荒川 太郎  Yokohama National University, 大学院・工学研究院, 准教授 (40293170)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Keywords量子井戸 / 光スイッチ / 光変調器 / InGaAs / 分子線エピタキシー / 電界屈折率効果 / 屈折率変化 / 位相変調
Research Abstract

本研究は, 1.55ミクロン波長帯用にInGaAs/InAlAs材料系を用いた五層非対称結合量子井戸の作製技術(FACQW)を確立するとともに, その優れた電界誘起屈折率変化特性を実証することを目的とする.また, 光変調デバイスを試作し, 超高速光制御デバイスへの応用可能性を示す.平成20年度は, 以下の成果が得られた.
I. InGaAs/InAlAs五層非対称結合量子井戸マッハ・ツェンダー光変調器の変調特性改善 :
(1) 多重FACQWをコア層とするY分岐を有するMZ光変調器を作製した。位相変調部長は500ミクロンである。DC変調特性を測定したところ、半波長電圧をVpi、位相変調部長をLとして、Vpi・L=1.2Vmm、変調効率157°/mm/V、消光比19.5dBと、消光比を除き、昨年度の結果(Vpi・L=3.6Vmm、変調効率97°/mm/V、消光比30dB)を上回る良好な特性を達成した。
(2) 従来の特性をさらに改善すべくFACQW構造の改良を行った。その結果、基礎吸収端をより短波長側にシフトさせつつ、大きな屈折率変化特性が得られる構造を見いだした。
2. GaInNAs FACQW構造め提案
1.3ミクロン帯光制御デバイスの実現を目的として、GaInNAs系材料を用いたFACQWの構造設計を行った。その結果、屈折率変化が生じる電界領域は狭いものの、InGaAs/InAIAs FACQWと同等の電界誘起屈折率変化特性が得られることがわかった。これは、例えば、位相変調部長1mmのマッハ・ツェンダー変調器を作製した場合、動作電圧は0.1〜0.2Vまで低減できることを示している。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (26 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Electrorefractive Effect in GaInNAs/GaAs Five-Layer Asymmetric Coup led Quantum Well2009

    • Author(s)
      M. Fukuoka, T. Toya, Y. Sawai, T. Arakawa, and K. Tada
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 48(4), 2009 vol.48, no.4

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nano-structured special quantum well for high-performance optical modulators (Invited)2007

    • Author(s)
      T. Arakawa
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE Vol. 6782, Optoelectronic Materials and Devices II 6782

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      第56回応用物理学関係連合講演会
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    • Year and Date
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      槙野太郎, 長谷川亮, 荒川太郎, 國分泰雄
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2009-04-02
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      福岡正恭, 牛込基, 針木武大, 戸谷貴宏, 荒川太郎, 國分泰雄, 多田邦雄
    • Organizer
      電子情報通信学会2009年総合大会
    • Place of Presentation
      松山
    • Year and Date
      2009-03-18
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      荒川太郎
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      電子情報通信学会通信ソサエティ・フォトニックネットワーク(PN)研究会チュートリアル講演
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-11-21
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      M. Fukuoka, T. Toya, Y. Sawai, T. Arakawa, and K. Tada
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      2008 Internatinonal Conference on Solid State Device and Materials (SSDM)
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      2008-09-26
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      M. Fukuoka, T. Hariki, S. Tajitsu, T. Toya, T. Arakawa, and K. Tada
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      European Conference on Optical Communication (ECOC) 2008
    • Place of Presentation
      Brussel
    • Year and Date
      2008-09-24
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      遠藤航, 荒川太郎, 多田邦雄
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      第69回応用物理学学術講演会
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      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-05
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      槙野太郎, 福岡正恭, 荒川太郎, 國分泰雄, 多田邦雄
    • Organizer
      第69回応用物理学学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-05
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    • Organizer
      第69回応用物理学学術講演会
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      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
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      大澤和弘, 槙野太郎, 荒川太郎, 國分泰雄
    • Organizer
      第69回応用物理学学術講演会
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      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
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      W. Endo, H. Matsumoto, R. Shirakawa, T. Arakawa, and K. Tada
    • Organizer
      13th OptoElectronics and Communication Conference (OECC2008)
    • Place of Presentation
      Sydney
    • Year and Date
      2008-07-10
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  • [Presentation] Phase Modulator with InGaAs/InAlAs FACQW Grown by MOVPE2008

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      R. Hasegawa, Y. Sawai, T. Amemiya, T. Arakawa, T. Tanemura, H. Simizu. K. Tada. and Y. Nakano
    • Organizer
      13th OptoElectronics and Communication Conference (OECC2008)
    • Place of Presentation
      Sydney
    • Year and Date
      2008-07-08
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  • [Presentation] Advanced Semiconductor Optical Modulators Based on Quantum Wells2008

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      K. Tada and T. Arakawa
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      Abstracts of Japan-Brazil Memorial Symposium on Science & Technology 1908-2008
    • Place of Presentation
      Sao Paulo
    • Year and Date
      2008-06-24
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  • [Presentation] MOVPE法によるInGaAs/InAlAs FACQWの作製と位相変調特性評価2008

    • Author(s)
      長谷川亮
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
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      千葉
    • Year and Date
      2008-03-29
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  • [Presentation] InGaAs/InAlAs FACQWの製造誤差におけるトレランスの解析2008

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    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
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      千葉
    • Year and Date
      2008-03-29
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    • Author(s)
      べ 忠勲
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      電子情報通信学会 2008年総合大会
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      北九州
    • Year and Date
      2008-03-19
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  • [Presentation] MBE法によるInGaAs/InAlAs FACQWを用いたマッハツェンダー型光変調器の作製2008

    • Author(s)
      針木武大
    • Organizer
      電子情報通信学会 2008年総合大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2008-03-19
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  • [Presentation] Nano-structured special quantum well for high-performance optical modulators (Invited)2007

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      K. Tada
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      Asia-Pacific Optical Communications (APOC2007)
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      Wuhan, China
    • Year and Date
      2007-11-04
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  • [Presentation] GaAs/AlGaAs五層非対称結合量子井戸(FACQW)光位相変調器の評価2007

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      松本浩之, 遠藤航, 有馬健宏, 伊藤宏和, 荒川太郎, 多田邦雄
    • Organizer
      電子情報通信学会 2007年ソサエティ大会
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      鳥取
    • Year and Date
      2007-09-10
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  • [Presentation] MOVPE法とMBE法によるInGaAs/InAlAs FACQW構造の作製と特性評価2007

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      長谷川亮
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      札幌
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      2007-09-06
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    • Author(s)
      福岡正恭
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
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      札幌
    • Year and Date
      2007-09-04
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      戸谷貴宏
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      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
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      札幌
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      2007-08-24
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  • [Presentation] Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well with Giant Electrorefractiv Effect (Invited)2007

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      K. Tada
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      International Nato-Optoelectonics Workshop (iNOW)
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      Lanzhou,China
    • Year and Date
      2007-08-07
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      M. Fukuoka
    • Organizer
      The 12th OptoElectronics and Communication Conference (OECC2007)
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2007-07-12
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  • [Presentation] InGaAs/InALAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well and Its Application to Compact and Low-Voltage Optical Switch2007

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      T. Arakawa
    • Organizer
      19th Intenational Conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM'07)
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      Matsue
    • Year and Date
      2007-05-16
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    • Author(s)
      T. Arakawa
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO'07)
    • Place of Presentation
      Baltmore, USA
    • Year and Date
      2007-05-07
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  • [Book] ドライ・ウエットエッチング技術全集(第2章8節を担当)2009

    • Author(s)
      荒川太郎(分担執筆), ほか33名
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      技術情報協会出版
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  • [Book] Nano-and Micromaterials (Editors: K. Ohno, M. Tanaka, J. Takeda, and Y. Kawazoe), Chapter 10: Potential-Tailored Quantum Wells for High-Performance Optical Modulators/Switches(分担執筆)2008

    • Author(s)
      T. Arakawa
    • Total Pages
      12337
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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