2020 Fiscal Year Annual Research Report
Ultralow-voltage optical modulator for optical interconnection of superconductor integrated circuits
| Project/Area Number |
18H01897
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
荒川 太郎 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (40293170)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 信行 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70202398)
國分 泰雄 中部大学, その他の部局, 教授 (60134839)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 光変調器 / 光インターコネクション / 量子井戸 / 極低温 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導集積回路と従来のCMOSメモリ集積回路を接続する光インターコネクションのために、超低電圧で駆動できる光変調器を開発する。申請者が独自に開発してきた半導体ポテンシャル制御量子井戸マイクロリング共振器装荷マッハ・ツェンダー型光変調器を用いて課題を解決する。超伝導集積回路が動作する極低温（4.2K）では、半導体光物性が飛躍的に向上するので、この状況に適合するように変調器を最適設計すれば、mV レベルの超低電圧、伝送速度50～100 Gbpsで動作させることができると考えられる。これにより、光インターコネクションを介して超伝導集積回路からの出力の直接読出しが可能になり、昇圧回路が不要なCMOS 回路との融合や集積が実現される。
今年度は、極低温での高速動作を目指し、量子井戸構造の設計と極低温測定系の構築を行った。量子井戸構造については、低電圧動作と高速動作を両立するため、より有効質量が小さく、高速動作に有利な電子の波動関数制御による大きな電界有機屈折率変化特性を得られる結合量子井戸構造を設計、最適化した。その結果、正孔の波動関数分布の変化を用いた従来の量子井戸構造と同等の低電圧動作が可能である構造を見いだした。極低温測定系の構築については、液体ヘリウムディュワー内で光ファイバとデバイスを接続できる専用の測定治具を製作した。併せて、光バファイバによる垂直入射を実現するグレーティングカプラの設計、試作を行い、グレーティングカプラの作製技術をほぼ確立できた。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
