光情報通信基盤構築に向けた変形ポテンシャル量子マイクロ構造光制御デバイスの研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450029
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 多田 邦雄 東京大学, 工学系研究科, 教授 (00010710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村井 徹 東京大学, 工学系研究科, 助手 (60107571) ; 霜垣 幸浩 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (60192613) ; 中野 義昭 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (50183885)
• Keywords: 非対称結合量子井戸 / 半導体光変調器 / 半導体光スイッチ / 屈折率変調 / 電界光吸収 / マッハツェンダー干渉計 / 進行波型光変調器 / 偏光無依存

Research Abstract

1.変形ポテンシャル5段階非対称結合量子井戸(FACQW)の提案と解析:吸収端のレッドシフトを伴わず,低電界で大きな屈折率変化をもたらす新たな標記の量子井戸構造を見い出した.また,これを歪み量子井戸化することにより,偏光依存性を低減できることも明らかにした.
2.FACQWマッハツェンダー干渉計型光スイッチの試作:GaAlAs/GaAs系のFACQWを、分子線エピタキシ-(MBE)により成長し,2×2多モード干渉(MMI)カプラ二つの間に位相変調導波路を狭んだ構成のマッハツェンダー干渉計に加工して,2×2の光スイッチデバイスとした.試作素子において,吸収端から数十nm離れても十分な屈折率変化が現れ、光スイッチ動作が可能であることが実証された.
3.進行波型量子井戸超高速光変調器:上記FACQWを,進行波型マッハツェンダー干渉計に加工し,光変調器を作製したところ,従来の量子井戸に基づく素子に比べ,変調電圧が数分の一に減少することが明らかになり,FACQWにおいて大きな屈折率変化の得られるという理論予測が実証された.さらに,素子の短縮化と変調マイクロ波/光波間の速度整合の結果,50GHzを超える変調周波数帯域を,同種の素子で初めて達成した.
4.変形ポテンシャル量子井戸による偏光無依存化と負チャープ化:長波長1.55μm帯でも動作する,シンプルな偏光無依存変形ポテンシャル構造を新たに提案,解析した.また,電界吸収変調器で,全ての動作電圧領域で負チャープを与える変形ポテンシャル量子井戸構造も提案した.現在,これらを実験的に検証せんとしている.

Research Products

• [Publications] Martin Bouda: "Wide-angle coupling to multi-mode interference devices -a novel concept for compacting photonic integrated circuits" IEICE Transactions on Electronics. E80-C・5. 640-645 (1997)
• [Publications] Hao Feng: "Large field-induced refractive index change without red shift of absorption edge in five-step asymmetric coupled quntum wells with modified potential" IEEE Photonics Technology Letters. 9・5. 639-641 (1997)
• [Publications] Hao Feng: "Strong exciton absorption peak enhancement without redshift of absorption edge in A10.3 Ga0.7As/GaAs five-step asymmetric coupled quantum well with modified potential" Japanese Journal of Applied Physics. 36・7A. L855-856 (1997)
• [Publications] Jia-Pang Pang: "GaAs/AlGaAs directional coupler high speed optical modulator with asymmetic coplanar strip traveling wave electrode" Tech.Digest,the Second Optoelectronics and Communications Conf.(OECC'97). 660-661 (1997)
• [Publications] Hao Feng: "Analysis of five-step asymmetric coupled quantum wells for large field-induced refractive index change" Tech.Digest,the Pacific Rim Conf.on Lasers and Electro-Optics(CLEO PacRim'97). 128-129 (1997)
• [Publications] Hao Feng: "Analysis of polarization-independent large field-induced refractive index change without red shift of absorption edge in a strained five-step GaAs/InAlGaAs asymmetric coupled quantum well" Tech.Digest 11th International Conf.on IOOC'97)/23rd ECOC'97. 1. 183-186 (1997)
• [Publications] 杉山昌樹: "5段階非対称結合量子井戸を用いたMach-Zehnder光スイッチ" 第58回応用物理学会学術講演会. 4p-ZB-13 (1997)
• [Publications] 加藤正樹: "プリバイアス量子井戸によるMQW電界吸収型光変調器の偏光無依存型" 第58回応用物理学会学術講演会. 4p-ZB-12 (1997)
• [Publications] 彭家鵬: "多重量子井戸進行波方向性結合器型光変調器の試作" 第58回応用物理学会学術講演会. 4p-ZB-11 (1997)
• [Publications] Hao Feng: "Polarization-independent large field-induced refractive index change in a strained five-step GaAs-InAlGaAs asymmetric coupled quantum wells" Applied Physics Letters. 71・18. 2674-2676 (1997)
• [Publications] 彭家鵬: "GaAs/AlGaAs進行波方向性結合器型超高速光変調器の設計と試作" 電子情報通信学会技術研究報告(光エレクトロニクス/レーザ・量子エレクトロニクス研究会). OPE/LQE 97-114. 63-68 (1997)
• [Publications] Masaki Kato: "The simplest potential-tailored quantum well for polarization-independent optical modulators" Conf.Proc. ,IEEE Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting (LEOS'97). 146-147 (1997)
• [Publications] 彭家鵬: "非対称結合量子井戸構造を有する進行波型光変調器の試作" 第45回応用物理学関係連合講演会. 29a-SZL-4 (1998)
• [Publications] 加藤正樹: "非対称三重結合量子井戸によるMQW-EA変調器のブルーチャープ化" 第45回応用物理学関係連合講演会. 29a-SZL-24 (1998)
• [Publications] 彭家鵬: "量子井戸進行波超高速光変調器の試作と評価" 第12回 回路実装学術講演大会. (発表予定). (1998)
• [Publications] Masaki Kato: "InGaAs/InAlAs asymmetric triple coupled quantum well for blue-chirp electroabsorption optical modulators" to be published in Technical Digest,Topical Meeting on Integrated Photonics Research(IPR'98). (1998)
• [Publications] Masaki Kato: "Does quantum well with mass-dependent width work well in long wavelength?" IPRM'98,Tsukuba. (採録決定済). (1998)