1999 Fiscal Year Annual Research Report
半導体量子井戸を用いたフォトリフラクティブ素子の高速高感度化の研究
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11450025
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
黒田 和夫 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10107394)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
的場 修 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (20282593)
志村 努 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (90196543)
荒川 泰彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30134638)
芦原 聡 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (10302621)
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| Keywords | InGaAS / GaAs量子井戸 / フォトリフラクティブ素子 / 近赤外線 / エキシトン共鳴 / フランツ・ケルディッシュ効果 / 量子閉じ込めシュタルク効果 / 実時間ホログラム |
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| Research Abstract |
InGaAs/GaAs半導体量子井戸中のエキシトンの電界吸収効果およびそれによって誘導される電界屈折率効果を用いたフォトリフラクティブ素子の高性能化の研究を行った。本年度の主な成果は次の2つである。
(1)電場を井戸層に垂直にかけ量子閉じ込めシュタルク効果を利用する縦配置の素子を製作し、InGaAs/GaAs系では世界で初めてフォトリフラクティブ効果を確認した。従来の横型配置に比べ、回折効率において2桁改善することができた。しかし空間分解能は横型配置に比べ低くなった。プロトン照射による半絶縁化を図ると分解能は改善されるが回折効率は低下する。平成12年度は低温成長法を用いた半絶縁化により、回折効率を低下させずに空間分解能を改善することを試みる。
(2)電場を井戸層に平行にかけフランツ・ケルディッシュ効果を利用する横型配置においては、やはりInGaAs/GaAs系を用い、Nd:YAGレーザーの波長1064nmに共鳴する素子を製作し、フォトリフラクティブ効果を観測した。これは半導体量子井戸フォトリフラクティブ素子としては世界で初めての成果である。InGaAs/GaAs系では共鳴波長を長波長測にシフトすると格子間隔の不整合が著しく結晶成長が困難になる。われわれは基板と量子井戸層の間のバッファー層を工夫し、格子不整合による歪みを最小化し、井戸層を100層積層化するのに成功した。Nd:YAGレーザーは加工機を始め多くのレーザー応用機器に用いられており、この波長で動作する素子の開発は大きな波及効果が期待できる。平成12年度は実際にこの素子を応用することと、現状ではエキシトンの共鳴周波数の製作誤差が大きくNd:YAGレーザーの発振線に一致させるのは容易ではないが、制御性を上げ、製作プロセスの改善を試みる。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] S.Iwamoto,H.Kageshima 他: "Resonant photorefractive effect in InGaAs/GaAs multiple quantum wells"Optics Letters. 24巻5号. 321-323 (1999)
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[Publications] A.A.kamshilin,Y.Iida 他: "Linear sensing of speckle-pattern displacements using a photorefractive GaP crystal"Applied Physics Letters. 74巻18号. 2575-2577 (1999)
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[Publications] H.Horiuchi,T.Shimura 他: "Narrow bandwidth operation of high power broad area diode laser using cascaded phase-conjugate injection locking"Applied Physics B. 68巻5号. 1021-1026 (1999)
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[Publications] S.Ashihara,K.Kuroda 他: "Autocorrelation of picosecond pulses in bacteriorhodopsin film using light self-diffraction from intensity and polarization holograms"Optics Communications. 165巻1号. 83-89 (1999)
