基本光デバイスの高機能化

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03244106
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西原 浩 大阪大学, 工学部, 教授 (00029018)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 保光 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00023169) ; 古屋 一仁 東京工業大学, 工学部, 教授 (40092572) ; 内藤 喜之 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335) ; 多田 邦雄 東京大学, 工学部, 教授 (00010710) ; 末田 正 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (20029408)
• Keywords: 光導波路 / 光集積回路 / 光情報処理デバイス / 超高速光制御デバイス / 半導体レ-ザ / 光アイソレ-タ / 半導体光変調デバイス / 演算用光デバイス

Research Abstract

本年度得られた主な成果は以下のとおりである。
1.ガラス/Si,LiNbO3およびAlGaAs導波路を用いた光素子を設計、作製し、これらを集積化した各種の情報読取り用集積デバイス、非線形光学波長変換・光制御デバイス、センサデバイスを設計・試作してその特性を評価し、実現可能性を実証した。[西原]2.ミリ波帯光制御デバイスに関連し、帯域動作による高能率光変調の可能性を追求し、光共振器構造、ねじり型MZ干渉型の2種につき、設計・試作・実験結果を報告した。また、3次の非線形効果による光制御デバイスを考究した。[末田]3.1.55μm帯InGaAsP/InP利得結合分布帰還型半導体レ-ザを試作し、12mAという低い閾値電流と55dBという高い隣接モ-ド抑圧比を達成した。また、放物線ポテンシャル量子井戸を用いたTE/TM偏光無依存導波路型光スイッチの作製に成功した。[多田]4.導波路型アイソレ-タの検討を行った。磁化方向制御の容易な構造を考案し、動作を解析した。非相反移相効果を利用した新しいアイソレ-タの動物特性解析を行い、製作誤差による特性劣化の極めて小さな素子である事を明らかにした。[内藤]5.多次元量子化構造の作製技術を検討し、界面特性を改善し、量子細線半導体レ-ザの発振を達成した。構造の微細化を推進するためにX線露光技術を提案し、単原子操作による究極デバイスの基礎研究を行った。[古屋]6.演算用光デバイスの超高速・並列化に必要となるMSSWモ-ド変換スイッチ、光ニュ-ロスイッチ、導波型光増幅素子、SHG素子等の高効率化・高集積化を検討し、理論解析および基礎実験結果を得た。[宮崎]7.空乏層変化を用いたGaAs/AlGaAs系半導体光変調器/光スイッチの特性改善を行った。導波路型ではストライプ化構造を導入して遮断周波数を3GHz程度とし、平面型では空乏層を多層化し、4.5Vの印加電圧変化で28%の消光比を実現した。[山田]

Research Products

• [Publications] H.Toda;M.Haruna and H.Nishihara: "Integrated-optic heterodyne interferometer for displacement measurement" J.Light wave Technolo.9. 683-687 (1991)
• [Publications] 春名 正光,笠澄 研一,西原 浩: "光集積差動形レ-ザドップラ-速度計" 電子情報通信学会論文誌 CーII. J74ーCーII. 346-351 (1991)
• [Publications] S.Ura,T.Suhara and H.Nishihara: "AlGaAs waveguide grating lens fabricated by electron-beam writing and wet chemical etching" Tech.Reports Osaka University. 41. 331-334 (1991)
• [Publications] T.Suhara and H.Nishihara: "Theoretical analysis of super-resolution read-out of disc data by semiconfocal pickup heads" Jpn.J.Appl.Phys.
• [Publications] S.Ura;R.Ohyama;T.Suhara and H.Nishihara: "Electro-optic functional waveguide using new polymer pNAn-PVA for integrated photonic devices" Jpn.J.Appl.Phys.
• [Publications] H.Nishihara;T.Suhara and S.Ura: "Integrated-optic disc pickups" SPIE Proceedings.
• [Publications] Tadasi Sueta: "Integrated Optics;from guided-wave devices to integrated circuits" Tech.Digest of ECOC/IOOC'91. Mo-Aol. (1991)
• [Publications] Y.Luo;Y.Nakano;K.Tada;T.Inoue;H.Hosomatsu;H.Iwaoka: "Fabrication of gain-coupled distributed feedback semiconductor lasers with a corrugated active layer" IEEE J.Quantum Electron.27. 1724-1731 (1991)
• [Publications] Y.Nakano;Y.Deguchi;K.Ikeda;Y.Luo;K.Tada: "Reduction of excess intensity noise induced by external reflection in a gain-coupled distributed feedback semiconductor lasers" IEEE J.Quantum Electron.27. 1732-1735 (1991)
• [Publications] Y.C.Chan;K.Tada: "Enhancement of field-induced optical obsorption by potential modification of coupled quantum well structures" Appl.Phys.Lett.58. 2892-2894 (1991)
• [Publications] Y.Luo;R.Takahashi;Y.Nakano;K.Tada: "Ultralow chirping short optical pulse (16ps) generation in gain-coupled distributed feedback semiconductor lasers" Appl.Phys.Lett.59. 37-39 (1991)
• [Publications] T.Inoue;S.Nakajima;Y.Luo;T.Oki;H.Iwaoka;Y.Nakano;K.Tada: "InGaAs/InP gain-coupled distributed feedback laser with a corrugated active layer" Japn.J.Appl.Phys.30. L1808-L1810 (1991)
• [Publications] T.Inoue;S.Nakajima;Y.Luo;T.Oki;H.Iwaoka;Y.Nakano;K.Tada: "CW operation of an InGaAsP/InP gain-coupled distributed feedback laser with a corrugated active layer" IEEE Photonics Tech.Lett.3. 958-960 (1991)
• [Publications] K.Tada;S.Nishimura;T.Ishikawa: "Polarization-independent optical waveguide intensity switch with parabolic quantum well." Appl.Phys.Lett.59. 37-39 (1991)
• [Publications] Y.Luo;H.Cao;M.Dobashi;H.Hosomatsu;Y.Nakano;K.Tada: "GaAlAs/GaAs single quantum well gain-coupled distibuted feedback laser" IEEE Photonics Tech.Lett.3. (1991)
• [Publications] J.Hashimoto;Y.Nakano;K.Tada: "Influence of a facet reflection on the performance of a DFB laser integrated with an optical amplifier/modulator" IEEE J.Quantum Electron. 28. (1992)
• [Publications] Y.Cai,et al: "A novel 1×8 optical power splitter using tapered waveguide couplers" IEEE Photonics Tech.Lett.3. 162-163 (1991)
• [Publications] Y.Cai,et al: "A novel three-guide optical coupler using a taper-formed waveguide" J.Appl.Phys.69. 2810-2814 (1991)
• [Publications] Y.Cai,et al: "Improved perturbation feedback method for the analysis of rectangular dielectric waveguides" J.Lightwave Tech. 9. 1231-1237 (1991)
• [Publications] Y.Cai: "New analytical method of rectangular dielectric waveguides and application to coupled waveguide systems" IEICE Trans. E74. 2877-2882 (1991)
• [Publications] Y.Miyamoto: "Improvement of regrown interface of InP organo-metallic vapor phase epitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.30. L672-L674 (1991)
• [Publications] TsSuemasu: "Improvement of organometallic vapor phase epitaxy regrown GaInAs/InP heterostructure by surface treatment" Jpn.J.Appl.Phys.30. L1702-L1704 (1991)
• [Publications] K.C.Ravikumar: "Analysis of electric field offset in quantum box structure and its application to low-loss intersectional type optical switch" IEEE J.Lightwave Tech. 9. 1376-1385 (1991)
• [Publications] T.Aizawa: "Observation of field-induced refractive index variation in quantum box structure" IEEE Photonics Tech.Lett.3. 907-909 (1991)
• [Publications] Y.Suzaki: "Enhancement of electric field-induced refractive-index variation in a (GaInAsP)(InAs)/InP asymmetric multiple-quantum (MQF) structure" IEEE Photon.Technol.Lett.3. 1110-1112 (1991)
• [Publications] Y.Miyamoto: "Fabrication of ultra fine X-ray mask using precise crystal growth technique" Jpn.J.Appl.Phys.31. (1992)
• [Publications] M.Yamada and Y.Haraguchi: "Linewidth Broadening of SCH Quantum-Well Lasers Enhanced by Carrier Fluctuation in Optical Guiding Layers" IEEE J.Quantum Electron.27. 1676-1681 (1991)
• [Publications] M.Yamada;K.Noda;Y.Kuwamura;H.Nakanishi and K.Imai: "Semiconductor optical switch/modulator by using electron depleting absorption control" Trans.IEICE.
• [Publications] M.Suhara and M.Yamada: "Analysis of excess intensity noise due to external optical feedback in DFB semiconductor lasers" Trans.IEICE.
• [Publications] 山田 実,飯山 宏一: "半導体レ-ザ-の雑音測定" レ-ザ-研究. 19. 756-766 (1991)
• [Publications] N.Goto;Y.Miyazaki: "Crosstalk in integrated-optic matrix-vector processor using acoustooptic effect" Proceedings of 12th symp.on Ultrasonic Electronics,Kyoto 1990,Jpn.J.Appl.Phys.30 Suppl.30-1. 292-294 (1991)
• [Publications] K.Hasegawa;Y.Miyazaki: "Characteristics of magnetostatic surface wave waveguides for optical devices" Proceedings of 12th symp.on Ultrasonic Electronics,Kyoto 1990,Jpn.J.Appl.Phys.30 Suppl.30-1. 1441-1443 (1991)
• [Publications] 宮崎 保光: "強誘電体薄膜を用いた光導波型機能素子" ニュ-セラミックス. 79-84 (1991)
• [Publications] X.Huang Y.Miyazaki: "Connected associative memory neural network with dynamical threshold function" The Trans.of the IEICE. E75. 170-179 (1992)
• [Publications] Y.Miyazaki D.Oria: "Image transmission characteristics and spatial filtering in a thin-film GRIN optical waveguide" Graded-Index Optical Systems Topical Meeting,Monterey. MD5. (1991)
• [Publications] Y.Miyazaki R.Ogawa: "Scattering field analysis of electromagnetic beams for X-ray waveguides and devices" Progress in Electromagnetic Reseach Symposium. S5A5,7. (1991)
• [Publications] Y.Miyazaki;K.Kudo: "Optical SHG waveguide devices using semiconductor lasers" Proceedings of 5th Toyota Conference on Nonlinear Optical Materials. (1991)
• [Publications] Y.Miyazaki;K.Hasegawa: "Optical mode conversion analysis in double magnetic layers by magnetostatic surface waves" Proceedings of 1991 IEEE Ultrasonics Symposium,Florida. 1441-1443 (1991)
• [Publications] 長谷川 和男,宮崎 保光: "多層膜導波路中の静磁表面波による光モ-ド変換解析" 電子情報通信学会技術研究報告. OCS91ー23. 13-18 (1991)
• [Publications] 源 純一,宮崎 保光: "機能性薄膜導波路による光演算素子の基礎検討" 電子情報通信学会技術研究報告. OCS91ー21. 1-6 (1991)
• [Publications] 和田 充弘,宮崎 保光: "Nd添加ガ-ネット薄膜導波路の光増幅特性" 電子情報通信学会技術研究報告. OCS91ー22. 7-12 (1991)
• [Publications] 宮崎 保光: "LD励起用屈折率分布型導波路結合素子の電磁界特性" 電気学会,電磁界理論研究会. EMTー91ー91. 153-160 (1991)
• [Publications] 長谷川 和男,宮崎 保光: "静磁表面波による光モ-ド変換素子の動作特性" 電気学会,電磁界理論研究会. EMT91ー125. 137-144 (1991)
• [Publications] 鈴木 誠,宮崎 保光: "屈折率分布型テ-パ導波路の集光の漸近特性" 電気学会,電磁界理論研究会. EMTー91ー92. 160-168 (1991)
• [Publications] 後藤 信夫,宮崎 保光: "光交換用コリニア音響光学素子におけるWDM光スイッチング特性" 第12回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集. PDー15. 173-174 (1991)
• [Publications] 長谷川 和男,宮崎 保光: "静磁表面波と導波光の相互作用を用いた光機能素子" 第12回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集. PDー17. 177-178 (1991)
• [Publications] 上田 恭徳,後藤 信夫,宮崎 保光: "音響光学素子用弾性表面波導波路における断面形状と歪分布特性" 第12回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集. PDー16. 175-176 (1991)
• [Publications] 宮崎 保光: "音響光学素子用テ-パ型弾性表面波導波路の等角写像による解析" 電子情報通信学会技術研究報告. US91ー59. 15-22 (1991)
• [Publications] 後藤 信夫,宮崎 保光: "光交換用集積型音響光学素子における波長多重光スイッチング特性" 電子情報通信学会技術研究報告. US91ー61. 15-22 (1991)
• [Publications] 上田 恭徳,後藤 信夫,宮崎 保光: "AO素子用弾性表面波導波路の断面形状と歪分布の特性" 電子情報通信学会技術研究報告. US91ー60. 9-14 (1991)
• [Publications] 長谷川 和男,宮崎 保光: "多層膜導波路中の静磁表面波のためのトランスデュ-サ電流解析" 電子情報通信学会技術研究報告. MW91ー174. 63-68 (1992)
• [Publications] 工藤 宏一,宮崎 保光: "MgO:LiNbO_3を用いた導波路結合型SHG素子の位相整合" 電子情報通信学会技術研究報告. MW91ー173. 57-62 (1992)
• [Publications] 宮崎 保光: "光集積回路の現状と将来" 電子情報通信学会技術研究報告. MW91ー169. 31-38 (1992)
• [Publications] 宮崎 保光,源 純一: "屈折率分布型薄膜導波路による光ニュ-ロ演算素子の基礎特性" 重点領域研究「超高速・超並列光エレクトロニクス」 第1回総合シンポジウム講演論文集. 1ーS. 69-72 (1991)
• [Publications] 宮崎 保光,和田 充弘: "Nd添加ガ-ネット薄膜導波路を用いた集積型光増幅素子の増幅特性" 重点領域研究「超高速・超並列光エレクトロニクス」 第2回研究会講演資料集. 1. 14-17 (1991)
• [Publications] 黄 新民,宮崎 保光: "相互結合型ニュ-ラルネットワ-クの一般化と半直交学習法" 重点領域研究「超高速・超並列光エレクトロニクス」 第3回研究会講演資料集. 1. 75-78 (1991)
• [Publications] 西原 浩: "「小型光学エレメント」 “第7章 電子ビ-ム/レ-ザビ-ム描画マイクロフレネルレンズ"(分担執筆)" オプトロニクス, 16 (1991)
• [Publications] 栖原 敏明,西原 浩: "「光磁気ディスク製造技術ハンドブック」(今村 修武監修) “集積型光磁気ヘッド"(分担執筆)" Science Forum, 7 (1991)
• [Publications] 末田 正,神谷 武志(編著): "超高速光エレクトロニクス" 培風館, 351 (1991)
• [Publications] 多田 邦雄(編): "センサ-技術" 丸善, 258 (1991)
• [Publications] 宮崎 保光: "弾性波素子ハンドブック" オ-ム社, 564 (1991)
• [Publications] 宮崎 保光: "高輝度青色発光のための電子材料技術" サイエンスフォ-ラム, (1991)