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高速半導体光スイッチを用いた光パケットスイッチング用機能デバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 19023010
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

宇高 勝之  Waseda University, 理工学術院, 教授 (20277817)

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: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Keywords光パケットスイッチング / 半導体光スイッチ / I nAIGaAs / InAIAs / マッハツェンダ干渉計 / 偏光無依存動作 / ポリマー光スイッチ / ナノインプリント / I nAlGaAs / lnAlAs / 多モード干渉導波路 / 光再生デバイス / シリコンフォトニクス / インターリーバフィルタ
Research Abstract

InAIGaAs/InAIAs高速半導体光スイッチについて、これまでに低電流動作が得られたマッハ・ツェンダ干渉計構造において実用上重要な偏光無依存動作の実現にまず取り組んだ。偏光依存性の原因の解明により、MM導波路はハイメサ構造、屈折率変調領域はミドルメサ構造というハイブリッド構造を採用することとし、また同時に導波路は完全単一導波路化とした結果、偏光無依存で-20dB以下の低クロストーク、約5mAの低スイッチング電流、数nsの高速動作という高性能なデバイスを実現した。これらの成果をIEEE Photonics Technology Letters誌に投稿した。偏光無依存動作の実現に時間を要し、10Gb/sでの誤り率測定及び4×4の多ポート化を実現することが出来なかったが、現在鋭意検討を進めている。
また高速光スイッチと光ファイバ遅延線を用いた光バッファについて、まず低損失動作のためのスポットサイズコンバータ(SSC)の検討を行い、InP系光スイッチ上に高屈折材料であるが熱膨張係数の異なるSi膜をスパッタ堆積するためにGeをドープすることによりクラックのない良好な膜が形成出来ることを明らかにし、現在SSGへの適用を検討している。
光パケットスイッチングでのインターコネクション用低コスト汎用光スイッチとしてポリマーを用いた熱光学(TO)効果変調マッハ・ツェンダ干渉計型光スイッチを作製し、導波路構造や電極構造などの最適化により、最小の3.5mWという低消費電力動作を実現すると共に、約100μsというTO効果用いたポリマー光スイッチとしては実用的な構造対して高速なスイッチング動作を実現した。また波長選択光スイッチング動作に適用可能なポリマー光フィルタ用回折格子付導波路を、量産性に向いたナノインプリント法で作製し、初期的な特性を得た。

Report

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

    (18 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Tunable monolithic DWDM band-selection interleaver filter switch on silicon-on-insulator substrate2008

    • Author(s)
      K. Utaka., et.al.
    • Journal Title

      J. Lightwave Technol vol.26. No.19

      Pages: 3363-3368

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Very-Low-Current and High-Speed Switching Operation of InAlGaAs/InAlAs/InP Mach-Zehnder Interferometer-Type Photonic Switch2008

    • Author(s)
      K. Utaka, et.al.
    • Journal Title

      Appi. Phys. Express vol.1. No.9

      Pages: 92301-92301

    • NAID

      10025082425

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Largely-Tunable Wide Band Bragg Gratings Fabricated on SOl Rih Waveguides Employed by Deep-RIE2007

    • Author(s)
      S. Honda, Z. Wu, K. Utaka, et al.
    • Journal Title

      Electron. Lett. 43

      Pages: 630-631

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design for ultra-compact high-speed semiconductor photon ic switch by introducing high-D structure and bend waveguides with Mach-Zehnder interferometer2007

    • Author(s)
      Y. Ueda, T. Ishikawa, S. Nakamura, and K. Utaka
    • Journal Title

      Proc. of International Conference on Photonics in Switchins (PS2007)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of optical signal regenerating performance by nonlinear directional coupler loaded with SOA and long-period grating2007

    • Author(s)
      T. Ochiai, Y. Kawakami, and K. Utaka
    • Journal Title

      Proc. of International Conference on Photonics in Switching (PS2007)

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication and evaluation of tunable band-selection interleaves switch on silicon waveguide2007

    • Author(s)
      J. Matsui, S. Honda, Z. Wu, K. Utaka, et al.
    • Journal Title

      Proc. of 12th OptoElectron. and Commun. Conf. /Int' l Conf. on Integrated Optics and Optical Commun. (OECC/IOOOC2007)

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design on polarization independent side-long-period-grating loaded semiconductor waveguide-type gain equalizing devices2007

    • Author(s)
      K. Terada, E. Fujii, Z. Wu, and K. Utaka
    • Journal Title

      Proc. 19th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM2007)

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of InAlGaAs/InAlAs/InP multi-mode interference photonic switch with Mach-Zehnder interferometer for higher switching performances2007

    • Author(s)
      Y. Ueda, T. Ishikawa, and K. Utaka
    • Journal Title

      Proc. 19th International Conference on Indium Phosphide and Related Materals (IPRM2007)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ultimate-low power consumption, polarization-independent, high-speed, and compact polymer thermo-opti c switch2009

    • Author(s)
      K. Utaka, et.al.
    • Organizer
      Proc. of Optical Fiber Communication / National Fiber Optic Engineers Conf. (OFC/NFOEC2009)
    • Place of Presentation
      San Diego
    • Year and Date
      2009-03-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Versatile optical switching of 4×4 slotted multi -mode interference phase-arrayed photonic switch2008

    • Author(s)
      K. Utaka, et.al.
    • Organizer
      Proc. of The 14th MICROOPTICS CONFERENCE (MOC2008)
    • Place of Presentation
      Brussels
    • Year and Date
      2008-09-26
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimal Design of an InAlGaAs/InAlAs Mach -Zehnder Type Multi-Mode Interference Photonic Switch (MIPS-M Z) for Polarization-Independent and Low-Crosstalk Switching Operation2008

    • Author(s)
      K. Utaka, et.al.
    • Organizer
      Proc. of Int. Conf. on Photonics in Switching (PS2008)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2008-08-06
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Compact and Low Power Operation Thermo-optic MMI-based Polymer Photonic Switch2008

    • Author(s)
      K. Utaka, et.al.
    • Organizer
      Proc. of 13th OptoElectronics and Communication Conference (OECC2008)
    • Place of Presentation
      Sydney
    • Year and Date
      2008-07-08
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Very-low-current operation of InAlGaAs/InAlAs/InP Mach-Zehnder interferometer-type multi-mode interfer ence photonic switch (MIPS-MZ)2008

    • Author(s)
      K. Utaka, et.al.
    • Organizer
      Proc. of Int. Conf. on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM2008)
    • Place of Presentation
      Versailles
    • Year and Date
      2008-05-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] InAlGaAs/InPマッハツェンダー型多モード干渉光スイッチ(MIPS-MZ)の低電流動作2008

    • Author(s)
      上田、中村、宇高、塩田、北谷
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会(春季)
    • Place of Presentation
      日大船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 多種金属装荷による表面プラズモン共鳴を用いた導波路型センサの解析2007

    • Author(s)
      堀内、高崎、宇高
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会(秋季)
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 光導波路デバイス応用を目的としたカーボンナノチューブのSi02埋め込み2007

    • Author(s)
      新垣、石井、宇高
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会(秋季)
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] シリコンとポリマーとの熱光学多モード干渉導波路光スイッチのシミュレーションによる検討2007

    • Author(s)
      謝、宇高
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会(秋季)
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] SOA及び長周期グレーティングを装荷した方向性結合器による全光3R素子の検討2007

    • Author(s)
      落合、漆谷、宇高
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会(秋季)
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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

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