2012 Fiscal Year Annual Research Report
ディジタルフォトニクス－光エレクトロニクスのパラダイムシフト
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20226008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中野 義昭 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50183885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 正和 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90323534)
種村 拓夫 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90447425)
肥後 昭男 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60451895)
久保田 雅則 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80447424)
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| Project Period (FY) |
2008-05-12 – 2013-03-31
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| Keywords | 半導体デバイス / 半導体光集積回路 / 全光論理ゲート / 全光フリップフロップ / 非相反光デバイス |
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| Research Abstract |
(1) G2光スイッチングデバイス： InPフェーズドアレイ型8x8マトリックス光スイッチの特性解析，設計を行い，素子の試作に世界で初めて成功した。その結果，4.2ナノ秒以下のスイッチング速度，±2.3Vの動作電圧，18.4dB以上の消光比と，Cバンド全域において±1.5dB以内の低波長依存性を実証し，10Gbps×4チャンネル・エラーフリー波長多重信号伝送にも成功した。本マトリックス光スイッチの拡張性を理論的に検討し，InP基板上で32×32規模，シリコン基板上で100×100規模が可能であることを示した。
(2) G2非相反光デバイス：電力消費を伴わない非相反光素子を実現するため，導波路型の光偏波コンバータの開発を行った。素子は斜め蒸着法を用いた自己整合プロセスで作製される非対称構造を有している。試作した結果，素子長150μm，過剰損失1.6dB以下で，1510～1575nmの広い波長帯において96%以上のTE/TM変換率を達成した。さらに，長さの異なる素子を用いて出力光のストークスパラメータを測定することにより，変換器内での偏波の振る舞いを実験的に明らかにした。
(3) シリコン基板上集積技術の開発：デジタルフォトニクスにおいても，集積化，小型化，低消費電力化，低コスト化の観点から，光素子をシリコンプラットフォーム上に集積することが望まれる。本年度は，新たに熱光学効果を用いたフェーズドアレイ型シリコン1×8光スイッチの試作と原理検証に成功した。さらに，シリコン上のマイクロレーザの実現に向けて，選択有機金属気相成長により自己組織化的に形成されるInGaAsマイクロディスクを，シリコン基板上に成長した。フォトルミネッセンス法によって評価した結果，近赤外領域で非常に広い発光領域を有するという興味深い特徴を見出した。またディスク内の光共振特性を解析してレーザ発振への指針を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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