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2021 Fiscal Year Annual Research Report

超高伝送密度光インターネットの実現に向けたフォトニック結晶光導波路の研究開発

Research Project

Project/Area Number 19H02198
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

近藤 正彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90403170)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森藤 正人  大阪大学, 大学院工学研究科, 招へい准教授 (00230144)
梶井 博武  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00324814)
丸田 章博  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40252613)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords光インターコネクト / フォトニック結晶レーザ
Outline of Annual Research Achievements

現在、フォトニクスが、インターネット社会を支えている。しかし、実際に、信号処理を行っているのは電子機器であり、フォトニクスは、単に情報の伝送を行っているのみである。光は高速で無限の可能性を有するイメージを与えるが、光インターコネクト(光装置間伝送)が近い将来ICT社会のアキレス腱となる可能性が高い。光インターコネクト用光モジュールは、要求仕様の緩い幹線系光通信の技術を転用して実現されてきたが、このアプローチは限界に達しており、発想の転換が必要である。研究代表者達は、究極の光モジュールを作製して、そこから光インターコネクトへ展開しようとしている。我々は、これまで上記モジュールの実現性を実証してきた。その中で分かったことは、意外にも他の報告例からして簡単であろうと当初考えていた入出力各1本の光導波路がボトルネックになることであった。
従来の光導波路の帯域は凡そ10nmと不十分であった。本研究では、狭帯域の原因を原理から議論を重ねてつきとめることにより、ボトルネックを解消した。具体的には、シミュレーションに基づいて、光導波路の帯域を凡そ2倍の20nmに拡大できる直交格子フォトニック結晶導波 OLW(Orthogonal Lattice photonic crystal Waveguide)と呼ぶ新しい光導波路を提案した。また、新構造光導波路OLWを有するフォトニック結晶レーザのプロセス技術を確立して、実際にレーザを試作してOLWの帯域が設計値どおりであることを確認した。
尚、本研究では、正確な光学測定を行うために、光導波路の端部をドライエッチングで作製した。そのためのプロセス技術も新規に開発した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Investigating wavelength bandwidth of orthogonal lattice waveguide for circular defect in two-dimensional photonic crystal (CirD) lasers2023

    • Author(s)
      Zuo Rubing、Hirata Shotaro、Aomori Shota、Morita Masaya、Ye Hanqiao、Kajii Hirotake、Morifuji Masato、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 62 Pages: 022002~022002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acb57d

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Advanced dry etching of GaAs/AlGaAs multilayer wafer with InAs quantum dot for circular defect in photonic crystal laser2023

    • Author(s)
      Adachi Yuki、Xiong Yifan、Ye Hanqiao、Zuo Rubing、Morita Masaya、Kaichi Kenta、Kinoshita Ryosei、Morifuji Masato、Maruta Akihiro、Kajii Hirotake、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: 20 Pages: 2023054~2023054

    • DOI

      10.1587/elex.20.20230054

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical investigation on communication bandwidth of an orthogonal symmetry-based photonic crystal waveguide for wavelength division multiplexing2021

    • Author(s)
      Yamaguchi Takuya、Morifuji Masato、Kajii Hirotake、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications

      Volume: 43 Pages: 100892~100892

    • DOI

      10.1016/j.photonics.2020.100892

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical Analysis on Operation Speed of the Circular Defect in 2D Photonic Crystal (CirD) Laser2021

    • Author(s)
      Ye Hanqiao、Nishimura Tomoya、Xiong Yifan、Yamaguchi Takuya、Morifuji Masato、Kajii Hirotake、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      physica status solidi (a)

      Volume: 218 Pages: 2000411~2000411

    • DOI

      10.1002/pssa.202000411

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 新たな光出力導波路を有する CirD レーザの光学特性に関する研究2023

    • Author(s)
      武藤 広高、鶏内 健太、足立 雄紀、佐田 一生、森藤 正人、梶井 博武、丸田 章博、近藤 正彦
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演
  • [Presentation] 上下空気クラッド層の直交格子導波路をもつAlOxクラッドCirDレーザに関する実験的研究2023

    • Author(s)
      馬路 倫太朗、森田 雅也、森藤 正人、梶井 博武、丸田 章博、近藤 正彦
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演
  • [Presentation] Bandwidth Evaluation of Orthogonal Lattice Waveguide (OLW) for Circular Defect in Photonic Crystal (CirD) Lasers2022

    • Author(s)
      Masaya Morita, Shotaro Hirata, Takuya Higuchi, Kenta Kaichi, Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Hirotake Kajii, Masato Morifuji, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Advanced Dry Etching of GaAs/AlGaAs Multilayer Wafer for Circular Defect in Photonic Crystal (CirD) Laser2022

    • Author(s)
      Hanqiao Ye, Yifan Xiong, Rubing Zuo, Masaya Morita, Kenta Kaichi, Akihiro Maruta, Hirotake Kajii, Masato Morifuji, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A New Method for Measuring AlGaOx Oxidation Width of Circular Defect in 2D Photonic Crystal (CirD) Laser2022

    • Author(s)
      Rubing Zuo, Shunsuke Miyazaki, Ryosei Kinoshita, Hanqiao Ye, Masaya Morita, Kenta Kaichi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta and Masahiko Kondow
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristics of Photonic Crystal Laser With Low Q-factor Suitable for High-speed Operation2022

    • Author(s)
      Hanqiao Ye, Rubing Zuo, Kenta Kaichi, Yu Obikane, Akihiro maruta, Hirotake Kajii, Masato Morifuji, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      The 28th International Semiconductor Laser Conference (ISLC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Laser characteristics of Circular Defect in 2D photonic crystal (CirD) laser with semicircular output port2022

    • Author(s)
      Kenta Kaichi, Shota Aomori, Issei Sada, Rubing Zuo, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      The 28th International Semiconductor Laser Conference (ISLC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CirDレーザに向けたAlOx酸化幅の新評価方法2022

    • Author(s)
      左 如氷, 宮崎 駿輔, 木下 諒星, 森藤 正人,梶井 博武, 丸田 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] フォトニック結晶円形CirD共振器と導波路の結合におけ る出力方向性制御の研究2022

    • Author(s)
      東蒼馬, 森藤正人, 梶井博武, 丸田章博, 近藤正彦
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 半円型出力ポートを有するCirdレーザの光学特性に関す る研究 (Ⅰ)2022

    • Author(s)
      佐田 一生, 鶏内 健太, 青盛 翔太, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸太 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 半円型出力ポートを有するCirdレーザの光学特性に関す る研究 (II)2022

    • Author(s)
      鶏内 健太, 青盛 翔太, 佐田 一生, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸田 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 有端直交格子導波路を有するCirDレーザの光学特性に関する理論的研究2022

    • Author(s)
      佐田 一生, 鶏内 健太, 青盛 翔太, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸太 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第83回応用物理学会 秋季学術講演会
  • [Presentation] CirD共振器と導波路の結合における出力方向性制御の理論的研究2022

    • Author(s)
      東 蒼馬, 森藤 正人, 博武 梶井, 章博 丸田, 近藤 正彦
    • Organizer
      第83回応用物理学会 秋季学術講演会
  • [Presentation] 直交格子導波路を有する半円型出力ポート付CirDレーザの光学特性に関する研究2022

    • Author(s)
      鶏内 健太, 青盛 翔太, 佐田 一生, 左 如氷, 足立 雄紀, 木下 諒星, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸田 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第83回応用物理学会 秋季学術講演会
  • [Presentation] 直交格子導波路をもつフォトニック結晶レーザの波長帯域に関する実験的研究2022

    • Author(s)
      森田 雅也, 平田 翔太郎, 鶏内 健太, 左 如氷, 木下 諒星, 足立 雄紀, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸田 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第83回応用物理学会 秋季学術講演会
  • [Presentation] Theoretical Study on Optical Properties of CirD Lasers having Orthogonal Lattice waveguide with edge2022

    • Author(s)
      Issei Sada, Kenta Kaichi, Shota Aomori, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      IEICE Photonic Device Workshop 2022
  • [Presentation] Control of light output direction from a CirD (CircularDefect in 2D photonic crystal) cavity to a waveguide in photonic crystal2022

    • Author(s)
      Soma Higashi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      IEICE Photonic Device Workshop 2022
  • [Presentation] High Speed Characteristics Analysis of Circular Defect In Photonic Crystal (CirD) Laser2021

    • Author(s)
      Hanqiao Ye, Tomoya Nishimura, Takuya Yamaguchi, Yifan Xiong, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      Compound Semiconductor Week 2021 (CSW-2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Circular Defect in Photonic Crystal (CirD) Laser for Intra-chip Optical Interconnects2021

    • Author(s)
      Masahiko Kondow, Yifan Xiong, Hanqiao Ye, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, and Akihiro Maruta
    • Organizer
      European Lasers, Photonics and Optics Technologies Summit (ELOS-2021)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Light Extraction Structure of CirD (Circular Defect in 2D photonic crystal) Laser2021

    • Author(s)
      S. Aomori, K. Kaichi, I. Sada, M. Morifuji, H. Kajii, A. Maruta, M. Kondow
    • Organizer
      40th Electronic Materials Symposium (EMS-40)
  • [Presentation] 円形欠陥共振器およびメサ型導波路を有するフォトニッ ク結晶レーザの光学特性に関する研究2021

    • Author(s)
      森田 雅也, 羽倉 孝太朗, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸田 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第82回応用物理学会 秋季学術講演会
  • [Presentation] 円形欠陥共振器フォトニック結晶レーザ構造の オゾンク リーニングによる電気特性改善2021

    • Author(s)
      宮崎 駿輔, 左 如氷, 葉 漢, 森藤 正人, 梶井 博武, 丸田 章博, 近藤 正彦
    • Organizer
      第82回応用物理学会 秋季学術講演会
  • [Remarks] 大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報通信工学専攻 量子情報エレクトロニクス部門 近藤研究室

    • URL

      http://www.e3.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光集積回路および集積回路2019

    • Inventor(s)
      近藤正彦、森藤正人、宮本雄次
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      7019220

URL: 

Published: 2023-12-25  

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