2013 Fiscal Year Annual Research Report
光利得を増強した積層量子ドットによる高機能偏波無依存光アンプの実現
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24360121
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
喜多 隆 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10221186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 幸弘 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10554355)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 光アンプ / 光利得 / 偏波無依存 / 光通信 |
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| Research Abstract |
半導体光アンプ(SOA)は小型であるだけでなく、100 Gb/s以上で動作する高速光パルスの3R光再生中継デバイスや超高速スイッチングデバイスとして期待されている。量子ドットを利用すれば、積層成長によるドット高さの制御が可能であり、TM利得増強によって偏波無依存光アンプが実現できる。また、ドットサイズの不均一により、クロストークの無い広帯域動作も可能である。本研究では、InAs量子ドットにSiをドーピングして無輻射再結合損失を大幅に抑制した独自の高光利得量子ドットを利用し、積層量子ドットを作製する。これによって、１dB以下の偏波無依存動作を実現するとともに、量子ドットの高利得化によって広帯域動作を可能にし、超高速光スイッチおよび波長変換機能を有する高機能な光アンプの実現を目的にしている。平成25年度は以下の研究を実施した。
（１）積層量子ドットのひずみ分布解析：積層量子ドットによる偏波無依存特性は価電子バンドのミキシングがカギを握っている。本研究では分子線エピタキシーによってGaAs(001)基板にInAs積層量子ドット構造を作製した。GaAs中間層厚とIn供給量の精密な制御によって積層量子ドット構造を作製し、(001)面内偏光特性の解析より、ひずみによる影響を明らかにし、Inフラックス制御によって積層方向を制御した量子ドットにおいてひずみ分布の及ぼす影響を顕在化させることに成功した。
（２）Siドープ量子ドットの高利得特性の精密制御：Siドープした量子ドットの発光減衰特性によって、無輻射再結合が抑制されることを明らかにし、過剰キャリアによるブロッキング効果も実証することに成功した。
（３）積層量子ドットのSOA試作：平成24年度に立ち上げたHakki-Paoli法を利用して、利得スペクトルの偏波特性を詳細に調べた。導波路方向が異なるSOAにおいて偏波利得差がなくなる条件が異なることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成24年度に立ち上げたHakki-Paoli法による利得スペクトル解析が順調に進んでおり、当初は期待していなかったような導波路による違いも明らかにすることができ、積層量子ドットを利用した偏波無依存SOA実現に向けて大きく進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に変更はなく、予定通り、高利得化による広帯域動作特性を明らかにするとともに、SOAデバイス構造の最適化により実用デバイスで重要となるチップ利得に現れるデバイス構造の影響を明らかにする予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
量子ドット結晶成長に必要になる平成26年度購入予定のトランスファーロッドの購入の一部に充てるために繰り越した。
平成26年度予算と合わせてトランスファーロッドを購入する予定である。
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