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スローライトを用いた光集積回路の創成

Research Project

Project/Area Number 21656091
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小山 二三夫  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30178397)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords光通信 / 光集積回路 / 光デバイス / 光信号処理 / 光変調器 / スローライト / 光スイッチ
Research Abstract

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.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Spatial Mode Multiplexer/Demultiplexer Based on Tapered Hollow Waveguide2011

    • Author(s)
      Hamed Dalir, Fumio Koyama
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: vol.8, no.9 Pages: 629-635

    • NAID

      130000654755

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bragg反射鏡導波炉におけるスローライトを用いた光回路2009

    • Author(s)
      小山二三夫, 淵田歩
    • Journal Title

      レーザー研究 vol. 37, no. 8

      Pages: 591-595

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Reflection-type Slow Light Optical Switches Using Current Injection2011

    • Author(s)
      Ayumi Fuchida, Akihiro Matsutani, Fumio Koyama
    • Organizer
      CLEO/QELS 2011
    • Place of Presentation
      U.S.A, Baltimore
    • Year and Date
      2011-05-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Lateral Integration of VCSEL with Slow Light Amplifier/Modulator2010

    • Author(s)
      Toshikazu Shimada, Fumio Koyama
    • Organizer
      IEEE Photonics Society Annual Meeting 2010
    • Place of Presentation
      U.S.A, Denver
    • Year and Date
      2010-11-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterizations of Reflection-type Slow Light Optical Switches2010

    • Author(s)
      Ayumi Fuchida, Takeru Sakairi, Akihiro Matsutani, Fumio Koyama
    • Organizer
      Micro-Optics Conference 2010
    • Place of Presentation
      Taiwan, Hsinchu
    • Year and Date
      2010-11-02
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 横方向結合を用いた面発光レーザとスローライト光変調器集積化の検討2009

    • Author(s)
      島田敏和, 小山二三夫
    • Organizer
      2009年電子情報通信学会通信ソサエティ大会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2009-09-18
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  • [Presentation] Slow Light Opical Switch Based on Brag Reflector Waveguide with Low-dispersion Group Index2009

    • Author(s)
      Ayumi Fuchida, Fumio Koyama
    • Organizer
      iNOW2009
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      2009-08-05
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  • [Presentation] Low-dispersion InGaAsP/InP Slow Light Waveguide Optical Switch with Coupled Bragg Reflector Waveguide2009

    • Author(s)
      Ayumi Fuchida, Fumio Koyama
    • Organizer
      IPRM2009
    • Place of Presentation
      Newport Beach, USA
    • Year and Date
      2009-05-11
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  • [Presentation] Zero-Dispersion Slow Light in Hollow Waveguide with High-Contrast Grating

    • Author(s)
      Ayumi Fuchida, Bala Pesala, Vadim Karagodsky, Forrest G.Sedgwick, Fumio Koyama, Connie J.Chang-Hasnain
    • Organizer
      CLEO/QELS : 2010
    • Place of Presentation
      USA, San Jose
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Compact Reflection-type Optical Switch with Slowing Light

    • Author(s)
      Ayumi Fuchida, Akihiro Matsutani, Fumio Koyama
    • Organizer
      OECC2010
    • Place of Presentation
      Japan, Sapporo
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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