方向性結合器型半導体光増幅器を用いた全光型フリップフロップ

Research Project

Project/Area Number	00J09488
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Applied optics/Quantum optical engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Research Fellow	竹中充東京大学, 先端科学技術研究センター, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2000 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000) Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2000: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	双安定性半導体レーザー / 半導体導波路 / 方向性結合器 / 全光型フリップフロップ / 光メモリ
Research Abstract	1.方向性結合器型双安定レーザーの特性評価昨年度において作製した方向性結合器型双安定レーザのさらなる特性評価を行った。オン動作に関しては、30nm以上の波長範囲で動作することが分かった。またスイッチングに必要な光強度は最小で0.1mW程度になることが分かった。オフ動作に関して、発振波長近傍とそれより長波側の波長範囲で動作することが分かった。オフ動作は平均で約1mWになることが確かめられた。また電流バイアスによる特性の変化も測定して、リセット・ポートへの電流に対しても、実用上充分なトレランスが取れることが分かった。 2.方向性結合器型双安定レーザの小型化従来の設計ではデバイスの長さが1300μmと設計されていた。この為にスイッチング速度が遅くなってしまう問題があった。これを解決するために、デバイスの小型化に必要な設計を行った。昨年度において作製したFinite Element Beam Propagation Method(FD-BPM)を改良したシミュレータを用いて特性解析をした結果、デバイスの全長を500μm以下にすることができることが分かった。この設計の基づき、小型化したデバイスの作製を行った。小型化に伴い、リセット・ポート電極にコンタクトをとることが困難になった。この問題を解決するために、リセット・ポート電極を隣の未使用電極にブリッジするプロセスを考案した。このプロセスはリフト・オフを用いるもので自己形成的に電極ブリッジすることに成功した。実際に作製した小型デバイスを用いて、数値計算によって得られたものと同様の光フリップ・フロップ特性を得ることに成功した。これによりデバイスを約1/3に縮小することに成功した。