2014 Fiscal Year Annual Research Report
高次機能半導体ナノフォトニックデバイスとその光ＲＡＭへの応用
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24226011
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
河口 仁司 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (40211180)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | 先端機能デバイス / VCSEL / 偏光双安定 / 光フリップ・フロップ / ビット誤り率 / ヘッダ識別 / スピントロニクス / スピン注入 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は以下の研究項目で大きな研究成果を得た。
1. 高次機能ナノ半導体レーザ: 電子スピン緩和時間が長い(110)GaAs/AlGaAs量子井戸への電気的スピン注入をめざし、引き続きFe/x-AlOxトンネル電極をもつLEDを作製した。LED構造を改良することにより、VCSELのレーザ発振に必要な1.5 kA/cm2の高電流密度においてスピン注入を実現し、室温で9.3%程度の電子スピン偏極率を実現した。
2. 偏光双安定VCSELのフリップ・フロップ動作: 偏光双安定特性を用いたANDゲート機能をもつ全光型フリップ・フロップ動作はメモリやヘッダ識別などへの応用が期待できる。動作の安定性を評価するためビット誤り率(BER)を測定し、ほぼエラーのない5E-10の誤り率を実現した。又、データ光のパワーを一定にし、BER値のセット光パワー依存性の測定結果と数値計算結果を比較することにより、BERの劣化要因は偏光双安定スイッチングしきい値の揺らぎと、データ光とセット光の相対的な位相差の変動による、合波光の強度揺らぎによることが分かった。さらに、波長の異なるデータ光とセット光を用いたフリップ・フロップ動作を初めて実証した。これまでデータ光とセット光を同一波長に設定していたため、2光波の位相差を高精度で制御する必要があった。この方法を用いることにより、システムの構成を簡便にできる可能性がある。
3. 偏光双安定VCSELのヘッダ識別への応用: 偏光双安定VCSELを2つ用い、全光型ヘッダ識別を実現した。光パケットのヘッダ部を4ビット500 Mb/s RZ信号、ペイロード部を40 Gb/s 11段PRBS NRZ信号とした。ヘッダ中の2ビットを識別することにより、4つの光出力ポートの内、ヘッダの宛先が示すポートへペイロードを切り換えることに成功し、多ビットヘッダ識別への拡張性を示した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Book] Advanced Lasers: Laser physics and technology for applied and fundamental science, Springer Series in Optical Science, Vol. 1932015
Author(s)
H. Kawaguchi, D. A. May-Arrioja, J. E. Antonio-Lopez, J. J. Sanchez-Mondragn, P. LiKamWa, N. Sakhnenko, Vl. V. Kocharovsky, A. A. Belyanin, E. R. Kocharovskaya, V. V. Kocharovsky, V. V. Kiyko, V. A. Kondratyev, S. V. Gagarsky, E. N. Ofitserov, A. G. Suzdaltsev, A. N. Sergeev, O. Shulika, I. Sukhoivanov, et al.
Total Pages
234 (1-18)
Publisher
Springer
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