2021 Fiscal Year Annual Research Report
Highly Efficient Semiconductor Membrane Lasers toward Drastic Reduction of Data Transmission Energy Cost
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20H02200
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西山 伸彦 東京工業大学, 工学院, 教授 (80447531)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 半導体レーザ / 接合 / 半導体薄膜 / オンチップ光配線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2年目となる2021年度において、研究目的 1.メンブレンレーザにおける「最適」な光閉じ込め構造の提案、2.Siナノフィルムを利用した直接接合によるシリコン基板上メンブレンレーザ熱抵抗低減について達成し、従来よりも低いしきい値電流を有するメンブレンレーザの実現、また、環境温度110度までの連続発振の実現を行った。
具体的には、しきい値電流を低減するために従来のλ/4シフトと呼ばれる高光閉じ込め構造をメンブレンレーザの共振器方向に導入すると、そもそもメンブレン構造の光閉じ込めの高さに加わることから閉じ込めが高すぎる結果となり、ホールバーニングという効果によって、素子特性が劣化するという問題があった。これを解決するため、共振器方向の光閉じ込め方向を適切に調整可能な方法であるACPM( asymmetric corrugation-pitch-modulated)回折格子を導入することによって、従来の最低しきい値を更新することに成功した。
それに加え、1年目に達成した新たな接合方法であるBCBを利用しないa-Siナノフィルムアシスト型室温表面活性化接合を利用したメンブレンレーザを実際に作製し、大幅に熱抵抗を低減することによって110度までの室温連続発振を実現するとともに、より高い電流値まで熱飽和なしで動作させることに成功し、結果として高い出力を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画で提示した項目をすべて達成しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで順調に研究を進めることができているため、継続して取り組むとともに、機械学習用のレーザなど、新たなアプリケーションに向けての探索も行っていきたい
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