半導体薄膜形成法の開拓とこれを用いる極限性能半導体レーザに関する研究
Project/Area Number |
03J03323
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
電子デバイス・機器工学
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
岡本 健志 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2003 – 2004
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2004)
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Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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Keywords | 光通信工学 / 半導体工学 / 結晶成長 / 半導体レーザ / GaInAsP混晶 / 電子線リソグラフィー / 有機金属気相成長法 / ドライエッチング |
Research Abstract |
本研究では、半導体および誘電体材料を融合させた素子構造を提案し、試作することにより、現状の光デバイス、特に半導体レーザの特性を凌駕する高性能素子を実現することを目的としている。 本年度は昨年度実現した半導体薄膜DFBレーザの発振波長制御性を調べると共に、新構造導入による素子サイズの低減、発振波長温度特性鈍化等に関して、以下に挙げる成果を得た。 1 極低しきい値特性の実現 半導体の上下を誘電体で挟みこむことにより、従来構造と比較して3倍以上光閉じ込め特性を改善させることができる。この際の半導体厚は0.1μm程度であり、「半導体薄膜」と呼ばれる。この構造を用いてこれまでにDFBレーザを作製し、光励起による室温連続動作および単一モード動作を確認している。具体的には、しきい値パワー0.64mW、副モード抑圧比45dBが得られた。 2 素子サイズの低減 共振器に位相シフトを付加することにより、最も大きい内部反射が得られる素子を作製した。その結果、理論的に予測されている最適素子長40μmに近い50μmの素子において室温連続動作を確認した。この結果より、従来型構造に比べて一桁素子長を短くすることに成功した。 3 発振波長制御(波長確度および温度依存性) 半導体と誘電体材料では、温度に対する屈折率変化が逆の特性を示すため、この両者を組み合わせた半導体薄膜を用いることにより、発振波長が温度に依存しないレーザが期待できる。構造をこの目的に合わせた素子を作製したところ、発振波長の温度係数は従来素子の1/5程度となった。この結果より、発振波長温度無依存レーザ実現の可能性を示した。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)