• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2022 Fiscal Year Annual Research Report

Si基板上半導体薄膜光集積回路の高効率と高温化動作に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21J14548
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

FANG WEICHENG  東京工業大学, 工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Keywords薄膜光集積回路 / 表面活性化接合
Outline of Annual Research Achievements

令和4年度において、目的に(1)薄膜光集積回路の高温動作の実現(>100℃)、(2)薄膜光集積回路の高速動作(常温>20 Gbps)の実現を行った。
具体的には昨年実現したa-Siナノ薄膜を介した表面活性化常温接合を利用し、低熱抵抗を有する薄膜DFBレーザ、GaInAsP埋め込み導波路、p-i-n薄膜受光器(PD)をSi基板上に大面積かつ安定な集積プロセスを実現した。レーザのしきい値を低減するため、横方向光閉じ込めが上昇可能なリッジ構造も導入した。各温度下での静特性、動特性を評価した結果(1)静特性で、リッジ構造を有する低熱抵抗薄膜DFBレーザは低しきい値電流(0.27 mA)があり、PD側は従来構造(0.16 mA)の6倍くらいの最大光電流(0.95 mA)が得た。PD側の光電流(IPD)とLD側の注入電流(ILD)のスロープ効率(IPD/ILD) は従来(0.068 mA/mA)の約3倍程度(0.2 mA/mA )を得ることができた。また、最高環境動作温度は初めて120℃の連続波(CW)動作を確認した。(2)動特性で、小信号と大信号動作を25℃から80℃まで測定した。25℃と80℃での3-dB帯域は16.8 GHzと10.1 GHzを実現するとともに、信号伝送は25℃で25 Gbps、80℃で15 Gbpsを実現した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] High-temperature and high-efficiency operation of a membrane optical link with a buried-ridge-waveguide bonded on a Si substrate2022

    • Author(s)
      Fang Weicheng、Takahashi Naoki、Horikawa Tsuyoshi、Ohiso Yoshitaka、Xue Ruihao、Katsumi Shunto、Amemiya Tomohiro、Nishiyama Nobuhiko
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 30 Pages: 34420~34420

    • DOI

      10.1364/OE.468192

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical ReLU using membrane lasers for an all-optical neural network2022

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Fang Weicheng、Xue Ruihao、Okada Sho、Ohiso Yoshitaka、Amemiya Tomohiro、Nishiyama Nobuhiko
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 47 Pages: 5715~5715

    • DOI

      10.1364/OL.471603

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] High Temperature Operation of Membrane Photonic Integrated Circuits with Buried-Ridge-Waveguide on Si2022

    • Author(s)
      Weicheng Fang, Naoki Takahashi, Tsuyoshi Horikawa, Yoshitaka Ohiso, Ruihao Xue, Shunto Katsumi, Tomohiro Amemiya, and Nobuhiko Nishiyama
    • Organizer
      28th International Semiconductor Laser Conference (ISLC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Temperature and High Efficiency Operation of Membrane Photonic Integrated Circuits on Si Substrate2022

    • Author(s)
      Weicheng Fang, Naoki Takahashi, Tsuyoshi Horikawa, Yoshitaka Ohiso, Ruihao Xue, Shunto Katsumi, Tomohiro Amemiya, and Nobuhiko Nishiyama
    • Organizer
      IEICE Society Conference 2022
  • [Presentation] Proposal of ReLU activation function using III-V semiconductor membrane laser for optical neural network2022

    • Author(s)
      Naoki Takahashi, Weicheng Fang, Ruihao Xue, Shunto Katsumi, Yoshitaka Ohiso,Tomohiro Amemiya, and Nobuhiko Nishiyama
    • Organizer
      15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Low threshold current operation of membrane DR laser on Si with buried-ridge waveguide and ACPM grating for On-chip Optical Interconnection2022

    • Author(s)
      Naoki Takahashi, Weicheng Fang, Ruihao Xue, Shunto Katsumi, Yoshitaka Ohiso,Tomohiro Amemiya, and Nobuhiko Nishiyama
    • Organizer
      28th International Semiconductor Laser Conference (ISLC 2022)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi