2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of 1.0 micron-band monolithic semiconductor photonics integrated circuits for near-infrared sensing
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19H00757
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中野 義昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50183885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
種村 拓夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90447425)
杉山 正和 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90323534)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光センシング / InGaAsP / GaAs / イメージング / 高速 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，LIDAR(ライダー)や医療診断デバイスの小型化と高速化に向けて，半導体チップ上にモノリシックに集積した近赤外センシング用光集積回路を創製することを目的として，その基盤技術を開拓する．代表者らがこれまでに培った光通信波長帯(1.55μm) 光集積回路技術を短波長帯に拡張し，GaAs基板上の歪み補償InGaAsP系量子井戸によって0.9~1.1μmの波長域(1.0μm帯)を広くカバーすることで，受光感度と空間分解能の向上を図る．その上で，100個以上の光位相制御器と光増幅器を高密度にモノリシック集積した半導体チップを試作・実証する．これにより，既存手法に比べて5桁以上高速で，小型かつ安価なビームスキャニング/イメージングデバイス実現への道を拓き，近赤外センシング分野に革新をもたらさんとするものである．
2021年度は最終年度のため，主にデバイス試作と応用面の研究を行った．具体的には，(1) 100ポートを有するInP大規模光フェーズドアレイの試作実証，(2) 各ポートに位相モニタ素子を集積化した光フェーズドアレイ素子の試作検証，(3) Time-of-Flight方式のLIDARにおいて消費電力を削減する半導体光増幅器(SOA)のパルス電流駆動法の提案と実証，(4) 解像点数を犠牲にすることなくアレイポート数を格段に低減できる「非冗長光フェーズドアレイ」の提案，試作，および高分解能光掃引実証実験，(5) センシング用光集積回路において収集されたデータのプリプロセッシングを行う光ユニタリ変換器の小型化，高性能化の研究，を行った．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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