2015 Fiscal Year Annual Research Report
長波長帯トランジスタレーザ特性制御手法の確立と新世代ネットワークへの適応性実証
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25709026
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西山 伸彦 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (80447531)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 半導体レーザ / InP / トランジスタレーザ / フォトニックネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は、トランジスタレーザの詳細な特性の確認とともに、電圧変調に関する理論計算を中心に研究を行った。
トランジスタは光学的な特性(I-L特性)とともに、トランジスタ特性を観測することができるが、これまでは装置上の制約から同時に測定することが出来なかったため、装置に改造を施し、これを可能にした。その結果、ベース接地におけるコレクタ電圧を加えた際のI-L特性におけるしきい値上昇は6-7割がトランジスタにおけるアーリー効果の影響であり、残りがコレクタ-ベース界面のGaInAsPにおけるフランツケルディッシュ効果による内部損失の増加であることが明らかになった。また、スペクトル特性に関しては、コレクタ電圧への印加が少ない場合はほとんど波長変動が起こらず、増加するとある電圧から長波長シフトが起こり始めることがわかった。これは、ベース層の厚みによりその特性は異なるため、電界によるバンドの曲がりが影響を起こしていることが分かる。以上の結果より、ベース層の特性の調整により波長変動なく光出力を増減可能な素子実現の可能性を示した。
次に電圧変調方式による素子の変調特性について理論検討を行った。上記の実測から素子パラメータを抽出し、レート方程式に導入することで、実際の素子特性がどのようになるかについて見積もった。その結果、電流変調方式に比べ、変調帯域が増加すること。フランツケルディッシュ効果とアーリー効果の両方を持つことで、損失変調方式におけるピーク抑制が可能であることが分かった。ただし、現行の素子構成ではCRに制限され理想的な特性を実現できないことが分かったため、次年度では寄生容量が少ない素子構成に変更することとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定に比べ変調特性の実測に関して取り組みが遅れている。理由としては素子作製の条件が研究途中で製造装置の影響で変化し、変化したこと。また、寄生容量低減のための素子構成の変更を行わなければいけないことが明らかになったことによる。
ただし、上記は解決の方針が立っているため、今後遅れを取り戻すべく努力している。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述したように、寄生容量低減のため、素子構成を変更する。そのためのフォトマスクの再作製および作製条件だしを現在進めており、それが完了次第実際の変調特性の実測を行っていく。道筋ははっきりしているため、着実に進めていく。
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| Causes of Carryover |
変調実験に遅れが生じ、発注するはずであった変調素子専用フォトマスク数量が減ったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度にはフォトマスクを設計・発注する予定でありそのために使用することを計画している。
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