2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-gain, polarization-insensitive closely-stacked quantum dot optical amplifiers
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16H04331
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
喜多 隆 神戸大学, 工学研究科, 教授 (10221186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
海津 利行 神戸大学, 研究基盤センター, 助教 (00425571)
原田 幸弘 神戸大学, 工学研究科, 助教 (10554355)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 薄膜・量子構造 / 量子ドット / 光アンプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、未開拓の波長帯を含む1.0～1.3μm帯において超高速動作し、波長変換機能を有する偏波無依存SOAデバイス技術を開発する。具体的には、GaAs(001)基板にInAs/GaAs量子ドットを多層積層成長してTM利得増強を実現する。デバイス利得において30THz級の広帯域で偏波利得差１dB以下を実現する。またSiドーピングによる高利得化技術を確立する。70THzを超える帯域で偏波利得差１dB以下を実現するために、発光中心波長を制御した量子ドットに対して多層積層技術を構築し、3つの30THz級SOAで70THzを超える広帯域をカバーする。さらに、光データ伝送実験によって、超高速光スイッチおよび波長変換機能を実証する。平成２８年度は結晶成長温度の精密な制御に基づく量子ドットの発光波長制御技術と量子ドット多層積層技術の構築をめざし、分子線エピタキシーで精密に制御したエピタキシャル結晶成長を行い、基礎光学的特性を評価した。具体的には以下の通りである。
〇InAs量子ドット成長直後のGaAsキャップ層の成長温度を制御して、1.0～1.3μmをカバーすることに成功した。
〇積層量子ドットのフォトルミネッセンスの温度依存性、励起光強度依存性、励起波長依存性を詳しく調べ、積層量子ドットの偏光発光特性を明らかにした。
〇量子ドット成長条件と温度消光および発光減衰特性の関係を詳細に調べた結果、光学特性に直接影響する結晶欠陥の発生を最小限に抑えるキャップ成長温度が460℃であることを突き止めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
量子ドットの積層化に伴う結晶欠陥を大きく抑制することができる結晶成長条件を明らかにすることができたため、高利得な光アンプデバイスを作製することが可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定どうり、平成28年度に構築した結晶成長技術を利用して高品質な量子ドットを作製し、量子ドットSOAデバイスを設計・試作して、デバイス利得の基礎特性を明らかにする。
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