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2013 Fiscal Year Annual Research Report

Si細線/石英系混成光導波路集積回路の研究

Research Project

Project/Area Number 23360145
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

山田 博仁  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60443991)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大寺 康夫  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20292295)
北 智洋  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40466537)
田主 裕一朗  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (90397985)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords光デバイス / 光回路
Research Abstract

Si細線/石英系混成光導波路技術をリング共振器型波長可変フィルターに適用し、半導体光増幅器(SOA)と組み合わせた波長可変レーザを実現した。得られた波長可変レーザの特性を測定したところ、波長可変幅60nm以上、光出力40mW以上、副モード抑圧日(SMSR)40dB以上、スペクトル線幅100kHz以下が得られ、デジタルコヒーレント光通信用として十分適用可能であることが分かった。
リング共振器型波長可変フィルターを形成したSOI基板上に、SOAチップをフリップチップ実装する方法でも上記波長可変レーザを実現し、実装精度に未だ課題は残るものの、波長可変レーザとしての動作が得られることが実証された。
また、前年度までの理論検討によって得られた知見に基づいて、基板に垂直方向への光結合を可能にするグレーティングカプラ型の光入出力インターフェースを設計し、試作を行った。その結果、40%以上の結合効率と、70nm以上の動作波長帯域が得られ、光入出力インターフェースとしての良好な特性が得られた。
さらに、ArF液浸リソグラフィーにより、φ300mmの大面積SOIウエハ上に作製した各種Si細線導波路デバイスの特性を評価し、ArF液浸リソプロセスの均一性について評価した。その結果、ArF液浸リソグラフィーによるSi細線導波路デバイスの作製工程は、滑れた均一性とプロセス再現性を有していることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Long external cavity Si photonic wavelength tunable laser diode2014

    • Author(s)
      Tomohiro Kita, Keita Nemoto, and Hirohito Yamada
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 53 Pages: 04EG04

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Silicon photonic wavelength-tunable laser diode with asymmetric mach-zehnder interferometer2014

    • Author(s)
      Tomohiro Kita, Keita Nemoto, and Hirohito Yamada
    • Journal Title

      Journal of Selected Topics of Quantum Electronics

      Volume: 20 Pages: 8201806

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] シリコン・シリカ混成光導波路集積回路2014

    • Author(s)
      山田 博仁
    • Journal Title

      レーザー学会誌 レーザー学会誌

      Volume: 42 Pages: 245-249

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 位相制御機構を有するSi細線リング共振器型波長可変レーザ2014

    • Author(s)
      唐 睿, 北 智洋, 根本 景太, 澤田 延幸, 山田 博仁
    • Organizer
      2014年電子情報通信学会 総合大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      20140321-20140321
  • [Presentation] シリコンフォトニクスと光カプラ2014

    • Author(s)
      山田 博仁, 奈良 匡樹, 北 智洋
    • Organizer
      2014年電子情報通信学会 総合大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      20140320-20140320
    • Invited
  • [Presentation] シリコンフォトニック波長可変レーザ2014

    • Author(s)
      北 智洋, 唐 睿,根本 景太,山田 博仁
    • Organizer
      2014年電子情報通信学会 総合大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      20140318-20140318
  • [Presentation] シリコンフォトニクス波長可変レーザーの高出力・安定動作2013

    • Author(s)
      北 智洋、根本 景太、山田 博仁
    • Organizer
      光エレクトロニクス(OPE)研究会
    • Place of Presentation
      門司港・海峡ロマンホール
    • Year and Date
      20131025-20131025
  • [Presentation] 300 mm SOI基板上に作製したSiフォトニックデバイスの精密特性評価2013

    • Author(s)
      相馬 宗厳, 平野 秀, 北 智洋, 田主 裕一朗, 関 三好, 外山 宗博, 佐野 作, 堀川 剛, 山田 博仁
    • Organizer
      第20回シリコンフォトニクス研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20131018-20131018
  • [Presentation] High-デルタ光導波路の可能性2013

    • Author(s)
      山田 博仁
    • Organizer
      通研共同プロジェクト研究会
    • Place of Presentation
      東北大学(ナノスピン棟)
    • Year and Date
      20131016-20131016
  • [Presentation] Highly-stabilized operation of Si photonics wavelength tunable laser diode2013

    • Author(s)
      Tomohiro Kita, Keita Nemoto, Hirohito Yamada
    • Organizer
      SSDM2013
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20130927-20130927
  • [Presentation] 300 mm SOI 基板上にハーフトーンマスクで作製したシリコン細線導波路2013

    • Author(s)
      平野 秀, 相馬 宗厳, 北 智洋, 田主 裕一朗, 関 三好, 外山 宗博, 堀川 剛, 山田 博仁
    • Organizer
      2013年秋季第74回応用物理学会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      20130920-20130920
  • [Presentation] 300 mm SOI基板上に作製したリング共振器の特性均一性2013

    • Author(s)
      相馬 宗厳,平野 秀, 田主 裕一朗, 北 智洋, 外山 宗博, 佐野 作, 堀川 剛, 山田 博仁
    • Organizer
      2013年秋季第74回応用物理学会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      20130920-20130920
  • [Presentation] Si 細線光導波路リング/MZIフィルタを用いた狭線幅波長可変レーザ2013

    • Author(s)
      根本 景太、北 智洋、山田 博仁
    • Organizer
      2013年電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      福岡工業大学
    • Year and Date
      20130918-20130918
  • [Presentation] Narrow spectral linewidth and high output power Si Photonic Wavelength Tunable Laser Diode2013

    • Author(s)
      Tomohiro Kita,Keita Nemoto,Hirohito Yamada
    • Organizer
      International Conference on Group IV Photonics
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20130830-20130830
  • [Presentation] Uniform Characteristics of Si-wire Waveguide Devices Fabricated on 300 mm SOI Wafers by Using ArF Immersion Lithography2013

    • Author(s)
      Y. Tanushi, T. Kita, M. Toyama, M. Seki, K. Koshino, N. Yokoyama, M. Ohtsuka, A. Sugiyama, E. Ishitsuka, T. Sano, T. Horikawa, and H. Yamada
    • Organizer
      International Conference on Group IV Photonics
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20130829-20130829
  • [Presentation] Si Photonic Wavelength Tunable Laser Diode for Digital Coherent Optical Communication2013

    • Author(s)
      T. Kita, K. Nemoto, K. Watanabe, H. Yamazaki, and H. Yamada
    • Organizer
      CLEO/Pacific Rim 2013
    • Place of Presentation
      京都国際会館
    • Year and Date
      20130703-20130703
  • [Presentation] SOIリング共振器を用いた狭線幅波長可変レーザ2013

    • Author(s)
      根本景太、北智洋、山田博仁
    • Organizer
      OPE 2013年4月期研究会
    • Place of Presentation
      リゾーピア熱海
    • Year and Date
      20130425-20130425
  • [Presentation] スローライトを用いた酸化チタン導波路の非線形性の増強2013

    • Author(s)
      内島 晃司、北智洋、山田博仁
    • Organizer
      OPE 2013年4月期研究会
    • Place of Presentation
      リゾーピア熱海
    • Year and Date
      20130425-20130425
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 波長フィルタ及びレーザ2014

    • Inventor(s)
      北 智洋,根本 景太,山田 博仁
    • Industrial Property Rights Holder
      北 智洋,根本 景太,山田 博仁
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-029699
    • Filing Date
      2014-02-19

URL: 

Published: 2015-05-28  

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