AlGaAs系高機能波長変換デバイスの開発

Research Project

Project/Area Number	13026206
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	近藤高志東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60205557)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	庄司一郎岡崎国立共同研究機構, 分子化学研究所, 研究員黄晋二東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (50323663)
Project Period (FY)	2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000) Fiscal Year 2001: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Keywords	非線形光学 / 副格子交換エピタキシー / 差周波発生 / 光パラメトリック効果 / 化合物半導体 / 分極反転 / 疑似位相整合 / 分子線エピタキシー
Research Abstract	1.AlGaAs導波路型DFGデバイスの最適設計 DWDMフォトニックネットワークのOXC用波長変換デバィスを念頭において,1.55μm帯DFGデバイスの最適設計をおこなった。その結果,SHG規格化変換効率にして600%/W/cm^2もの高効率が達成でき,100mWのポンプ光入力に対して10mmのデバイスで30%以上の効率が得られること,3dB帯域幅は40nmと十分実用的であることを示した。 2.AlGaAs導波路型DFGデバイスの作製と評価 CMPによってテンプレートの段差の除去について検討し,4nm以下までの平坦化に成功した。副格子交換エピタキシー法と平坦化技術を組み合わせて,1次QpM導波路型AlGaAs DFGデバイスを初めて試作した。屈折率分散データの誤差のために設計よりも位相整合波長が長波長側にシフトしてしまったために,波長変換特性は十分に評価できなかったが,伝搬損失は控えめに見積もっても20dB/cm以下と改善できていることが確認できた。また,評価光学系を最適化することによって50%近い結合効率を実現できており,現在再作製中のデバイスが完成次第,高効率波長変換動作を確認できるものと考えている。 3.GaAs光パラメトリックデバイスの設計と作製 GaAs QPM光パラメトリック発振器の基本設計をおこない,LD励起固体レーザ程度の光源で励起可能で2-14μmをカバーする波長可変光源が実現可能であることを明らかにした。バルク型デバイスの実現を目指して,反転ドメイン境界の垂直性を保った成長法の検討をおこない,MBEとMOVPEでデューティ比保存成長条件を特定することができた。