1996 Fiscal Year Annual Research Report

半導体空間光変調器の開発

Research Project

Project/Area Number	08650047
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	山田実金沢大学, 工学部, 教授 (80110609)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	桑村有司金沢大学, 工学部, 助手 (10195612)
Keywords	半導体光変調器 / 空間光変調器 / スモ-ルピクセル / 電子空乏化 / 電界効果 / 面型素子 / 光コンピュータ / 光論理演算
Research Abstract	1.吸収型光変調器の開発 (1)面型素子の設計:面型光変調器としてはp^+-A1GaAs/n_1^+-A1GaAs/n_2-GaAs/n_3^+-AlGaAs多層ヘテロ接合をM周期積層した構造を仮定した。逆バイアスによりn_2-GaAs層中に広がる空乏層厚を可変制御して透過光を強度変調する。解析では、半導体を空乏化することで生じる(1)電子数変化(2)スクリーニング効果による不純物準位のシフト(3)電界効果を考慮した。消光性能はn_2-GaAs層の不純物濃度NとP^+n_1^+n_2n_3^+基本構造の積層数Mで決まり、N=1×10^<16>cm^<-3>、M=30対の素子構造では約10dBの消光比(電圧変化:5V)が実現でき、挿入損失(光の透過率の比)は1dB以下、動作速度は数百MHzまで実現可能であることが分かった。 (2)面型アレー光変調器EDACの試作:p^+n^-n^+:GaAs基本構造を19対積層した面型素子を縦6×横6個、2次元配列したアレー光変調器を試作し、「K」と言う文字画像を出力(消光比:90%)することができた。開発したアレー光変調器を実用化するためには、複数の素子への電気配線法を確立することと挿入損失(従来素子の挿入損失:8dB)を低減することが上げられる。そこで、電気配線を行う方法として導電性透明膜を用いて配線したガラス基板を別に用意し半導体基板と張り合わせる技術を開発し、100個程度の素子への配線が可能となった。一方、挿入損失の低減のためA1GaAs材料を用いて試作したEDACでは、挿入損失は2.4dBまで低減することができたが、消光比は10%しか得られなかった。低消光の原因は、A1GaAs結晶への再成長時のA1酸化が問題であることが分かった。A1GaAs結晶への再成長技術の確立し、大規模集積化した面型アレー光変調器を試作することや光論理演算を行うため光信号で動作するFETを開発しEDACへ集積化することが来期の課題となる。 2.干渉型光変調器(反射型)の基礎研究当該研究室では、100層以上の誘電体多層膜を用いて任意の反射率(または透過率)波長特性を有する光フィルタを設計する手法を提案してきたが、今年度は上記の手法を利用して光導波路型光フィルタの設計方法を開発した。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Yuji Kuwamura: "Analysis of Operating Mechanism in Semiconductor Optical Modulator with Electron-Depleting Absorption Control" Electronics and Communications in Japan Part2. Vol.79.No.5. 12-23 (1996)
[Publications] Moustafa Ahmed: "Method of Designing a Corrugated Optical Waveguide Filter" Optical Review. Vol.3.No.5. 345-350 (1996)
[Publications] Minoru Yamada: "A Design Method for Dielectric Multilayer Optical Filters" Optical Review. Vol.3.No.6B. 512-517 (1996)
[Publications] Yuji Kuwamura: "Analysis of Modified Franz-Keldysh Effect under Influence of Electronic Interband Relaxation Phenomena" Jpn.J.Appl.Phys.Part 1. Vol.35.No.12A. pp.6117-6125 (1996)
[Publications] Minoru Yamada: "Experimental Evidence of Mode Competition Phenomena on the Feedback Induced Noise in Semiconductor Lasers" IEICE Transactions on Electronics. Vol.E79-C.No.12. 1766-1768 (1996)
[Publications] Minoru Yamada: "Intensity Noise in Semiconductor Lasers" International Journal of Optoelectronics. Vol.10.No.5. 409-415 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

半導体空間光変調器の開発

Principal Investigator

山田 実 金沢大学, 工学部, 教授 (80110609)

Research Products

[Publications] Yuji Kuwamura: "Analysis of Operating Mechanism in Semiconductor Optical Modulator with Electron-Depleting Absorption Control" Electronics and Communications in Japan Part2. Vol.79.No.5. 12-23 (1996)

[Publications] Moustafa Ahmed: "Method of Designing a Corrugated Optical Waveguide Filter" Optical Review. Vol.3.No.5. 345-350 (1996)

[Publications] Minoru Yamada: "A Design Method for Dielectric Multilayer Optical Filters" Optical Review. Vol.3.No.6B. 512-517 (1996)

[Publications] Yuji Kuwamura: "Analysis of Modified Franz-Keldysh Effect under Influence of Electronic Interband Relaxation Phenomena" Jpn.J.Appl.Phys.Part 1. Vol.35.No.12A. pp.6117-6125 (1996)

[Publications] Minoru Yamada: "Experimental Evidence of Mode Competition Phenomena on the Feedback Induced Noise in Semiconductor Lasers" IEICE Transactions on Electronics. Vol.E79-C.No.12. 1766-1768 (1996)

[Publications] Minoru Yamada: "Intensity Noise in Semiconductor Lasers" International Journal of Optoelectronics. Vol.10.No.5. 409-415 (1996)

山田実金沢大学, 工学部, 教授 (80110609)