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2013 Fiscal Year Research-status Report

次世代光通信方式のためのシリコンフォトニクス波長可変レーザーの研究

Research Project

Project/Area Number 25420312
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

北 智洋  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40466537)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsシリコンフォトニクス / 波長可変レーザ / デジタルコヒーレント通信 / 狭線幅レーザ / リング共振器 / 量子ドット
Research Abstract

本研究は、シリコンフォトニクスを用いたレーザ光源の応用可能性を広げるために出力、波長帯域、発振線幅といった基本特性を向上させる事を目的としている。
今年度の研究では、シリコンフォトニクスによって作製した波長可変フィルター構造の改良によりL帯波長可変レーザの高出力化及び広波長帯域化を図った。また量子ドットSOAを用いた波長可変レーザに関しても初期検討を開始した。
1、高出力化の検討  波長可変フィルターの構成を従来の二つのリング共振器を直列に配置した構造からループ状に配置した構造に変更することで15.8 dBmの高出力化を達成した。さらに非対称マッハツェンダー干渉計を装荷することで16.2 dBmの出力と約40 dBmのサイドモード抑圧比を実現した。またループミラー部に形成した位相調整ヒータの精密制御により縦モードの位相を約4πの範囲で制御する事が可能になった。
2、広い波長帯域化  リング共振器の構造パラメータの最適化により約120 nmの範囲で波長可変が可能な構造を設計、試作した。本フィルターを用いてCバンド及びLバンドを一つのSOAでカバーする約95 nmでの波長可変動作を確認した。
3、量子ドットSOAを用いた波長可変レーザ  InGas量子ドットを集積化させたSOAを用いて1250~1300 nm程度の波長範囲光学利得が得られる事を確認した。量子ドットSOAと結合させて外部共振器として機能するOバンド用のシリコン細線波長可変フィルターを設計、試作した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の平成25年の研究計画では、広い波長可変帯域と高いサイドモード抑圧比を持つ波長可変フィルター構造の設計までであったが、すでに試作、評価が完了しほぼ目的通りの成果が得られた。平成26年度に実施予定であった量子ドットSOAを集積化させた波長可変レーザに関しても初期検討を始めており、一年程度当初の計画を前倒しして進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度の研究で明らかになりつつある、高出力時のレーザ発振不安定化の起源について、より詳細な検討を進め更なる高性能化を図る。量子ドット波長可変レーザに関してはOバンドにおける波長可変動作を実証する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 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: 04EG04-1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.04EG04

    • 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: 8201806-8201812

    • DOI

      10.1109/JSTQE.2013.2295712

    • Peer Reviewed
  • [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
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      20140318-20140318
    • Invited
  • [Presentation] Highly-stabilized operation of Si photonics wavelength tunable laser diode2013

    • Author(s)
      Tomohiro Kita,Keita Nemoto,Hirohito Yamada
    • Organizer
      International conference on solid state devices and materials
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20130927-20130927
  • [Presentation] Narrow spectral linewidth and high output power Si Photonic Wavelength2013

    • 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] Si Photonic Wavelength Tunable Laser Diode2013

    • Author(s)
      T. Kita, K. Nemoto, K. Watanabe, H. Yamazaki, and H. Yamada
    • Organizer
      The 18th OptoElectronics and Communications Conference
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      20130703-20130703
  • [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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