1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07555339
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水本 哲弥 東京工業大学, 工学部, 助教授 (00174045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横井 秀樹 東京工業大学, 工学部, 助手 (90251636)
安斉 弘樹 東京工業大学, 工学部, 助手 (80212661)
内藤 喜之 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335)
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| Keywords | 光双安定素子 / 光論理回路 / 全光学的光信号処理 / 非線形光学効果 / 光強度依存屈折率変化 / 半導体ドープガラス / 分布反射器 / グレーティング |
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| Research Abstract |
全光学的に動作する光論理回路機能を実現するために、入力光強度に対して高低二つの光出力状態を有する光双安定素子を試作し、素子の動作実証を行うことを研究の目的としている。本年度の研究によって得られた成果を要約して以下に述べる。
導波路形光双安定素子の設計
双安定素子は、入力した光強度によって光共振器内部に屈折率変化を生ずることにによって動作する。高速応答が可能な光強度依存屈折率変化を得るために、ガラスマトリックス中に埋め込まれた半導体微結晶が示す三次非線形効果光学を利用することとし、この材料系の非線形屈折率係数ならびに吸収係数の関係を明らかにした。これに基づいて、双安定動作にとって最適なバンドギャップ等の材料定数を探索し、素子の設計を行った。また、分布反射器の結合係数を重み付けした“重み付けDFB構造"はon状態の透過率低下を防止するために有効であることを明らかにし、素子長1mmでon状態の透過率が0.6、スイッチon状態のしきい光パワー密度が0.3MW/cm^2という目標値をほぼ満足する素子を設計することができた。
導波路型光双安定素子の製作プロセス確立
半導体CdS_xSe_<1-x>ドープガラスを用いて双安定素子を製作するのに必要な各要素技術(イオン交換による光導波路形成、干渉露光とドライエッチングを用いた分布反射器用グレーティング形成)の最適製作条件を明らかにした。
素子の特性測定系の整備
熱効果による屈折率変化が動作に影響しないように短パルス光を用いて、光入出力特性を測定するための光学系を整備した。
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[Publications] G.S.Pu,et al.: "Reduction of critical power in all-optical switching with series-tapered nonlinear directional couplers" IEICE Trans.Electron.E78-C. 1315-1318 (1995)
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[Publications] K.Nakatsuhara,et al.: "Weighted distributed feedback structure for all-optical bistable devices" Applied Optics. (掲載予定). (1996)
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[Publications] Y.Emori,et al.: "A novel diagram representing the characteristic of a coupled waveguide" 5-th Microoptics Conerence Technical Digest. 200-203 (1995)
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[Publications] 中津原克己、他: "導波路形光双安定素子のための重みづけDFB構造" 電子情報通信学会技術研究報告. OPE95-56. 55-60 (1995)
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[Publications] 中津原克己、他: "直接遷移半導体を用いた導波路形光双安定素子" 電子情報通信学会春季大会講演論文集. (発表予定). (1996)
