半導体光偏向器の波長分割光スイッチへの応用に関する研究

• Project/Area Number: 13026223
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: 下村 和彦 上智大学, 理工学部, 教授 (90222041)
• Project Period (FY): 2001 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥35,800,000 (Direct Cost: ¥35,800,000); Fiscal Year 2003: ¥8,900,000 (Direct Cost: ¥8,900,000); Fiscal Year 2002: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥11,700,000); Fiscal Year 2001: ¥15,200,000 (Direct Cost: ¥15,200,000)
• Keywords: 有機金属気相成長法 / 選択成長 / GaInAs / InP / 多重量子井戸構造 / 波長分波器 / アレイ導波路 / 光偏向器 / 光スイッチ / 波長多重通信 / 量子井戸 / 波長分割 / 多モード干渉導波路 / 量子井戸構造

Research Abstract

アレイ導波路領域の片側のみにワイドマスクを配置した非対称なマスクパターンを用いた、MOVPE選択成長により、GaInAs/InP MQW構造アレイ導波路を作製した。非対称マスクにより、アレイ導波路の層厚が線形的に変化し、アレイ導波路両端において約1.3%の屈折率差を持つ階段型屈折率分布アレイ導波路の作製に成功した。また光学的にもアレイ導波路のPL波長が1344nmから1469nmまで変化していることを確認した。この階段型屈折率分布アレイ導波路を波長分割光スイッチに応用するにあたり、初期実験として回折像-入射波長依存性の測定を行い、波長1520〜1580nm,マスク幅=200mmにおいて約4.4゜の回折角差を得た。このときの屈折率差の推定値は,約1.4%であった。この実験により,階段型屈折率分布アレイ導波路の空気中伝搬での角度分散を確認した。さらに屈折率分布アレイ導波路に集光構造をもつスラブ導波路を集積した波長分波器を作製した。各アレイ導波路がローランド円上に配置するようスラブ導波路を設計し、アレイ導波路の選択成長後、エッチングによりスラブ導波路を形成した。出射導波路が4本となる波長分波器により、波長1518nm、1543nm、1563nm、1588nmにおいて明確な独立したピークを得た。これより、波長分波器のスペクトラム周期(FSR)は約100nmと見積もられ、約25nm間隔で4波長の分波が確認された。

Research Products

• [Publications] Y.Kawakita, T.Saitoh, S.Shimotaya, K.Shimomura: "A novel straight arrayed waveguide grating with linearly varying refractive index distribution"IEEE Photon.Tech.Lett.. vol.16,no.1. 144-146 (2004)
• [Publications] K.Miki, Y.Kawakita, T.Kihara, K.Shimomura: "Numerical analysis of 1.55 um wavelength optical deflector using arrayed waveguide with staircase like refractive index distribution"Electronics and Communications in Japan, Part2. vol.86,no.4. 1-9 (2003)
• [Publications] Y.Kawakita, Y.Moriguchi, K.Shimomura: "Wavelength demultiplexing in straight arrayed waveguides with staircase-like refractive index distribution"Digest on Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2003). CWA44. (2003)
• [Publications] 川北泰雅, 下田屋卓, 斎藤崇好, 川合陽, 下村和彦: "選択成長アレイ導波路を用いた波長スイッチングの検討"電子情報通信学会技術研究報告. vol.103,no.667. 41-45 (2004)
• [Publications] 川北 泰雅, 齋藤 崇好, 下田屋卓, 下村 和彦: "選択成長GalnAs/InP MQW波長分波器の基礎検討"電子情報通信学会技術研究報告. vol.103. 13-15 (2003)
• [Publications] 川北泰雅, 齋藤崇好, 下田屋卓, 下村和彦: "階段型屈折率分布アレイ導波路の波長スイッチングの理論検討"第63回応用物理学学術講演会講演予稿集. no.3. 1062 (2003)
• [Publications] Y.Moriguchi, T.Kihara, K.Shimomura: "High growth enhancement factor in arrayed waveguides by MOVPE selective area growth"J. Crystal Growth. 248. 395-399 (2003)
• [Publications] 三木一憲, 川北泰雅, 木原達哉, 下村和彦: "階段型屈折率分布アレイ導波路を用いた1.55μm帯光偏向器に関する理論解析"電子情報通信学会論文誌,C-1. J85-C, 8. 728-736 (2002)
• [Publications] R.Fukuoka, K.Yamazaki, K.Shimomura: "Greatly size reduction of InAs Quantum Dots on (001)InP substrate"Proc. of 11th International Conference on Metalorganic Vapour Phase Epitaxy (ICMOVPE XI). 270 (2002)
• [Publications] Y.Moriguchi, T.Kihara, K.Shimomura: "High growth enhancement factor in arrayed waveguides by MOVPE selective area growth"Proc. of 11th International Conference on Metalorganic Vapour Phase Epitaxy (ICMOVPE XI). 229 (2002)
• [Publications] Y.Kawakita, K.Shimomura: "A novel wavelength dividing and switching device using arrayed waveguide"Proc. of Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2002). (2002)
• [Publications] Y.Kawakita, T.Kihara, K.Miki, K.Shimomura: "Proposal of Arrayed Waveguides Optical Deflector and Wavelength Divide Optical Switch"Proc. of SPIE. 4640. 289-297 (2002)
• [Publications] T.Kihara, Y.Nitta, H.Suda, K.Miki, K.Shimomura: "Wavelength control of arrayed waveguide by MOVPE selective area growth"J.Crystal Growth. V221. 196-200 (2000)
• [Publications] S.Che, I.Nomura, T.Takada, A.Kikuchi, K.Shimomura, K.Kishino: "Growth and characterization of ZnCdSe/BeZnTe II-IV compound type-II superlattices on InP substrates and their application for visible light emitting devices"Japan.J.Appl.Phys. 40. 6747-6752 (2001)
• [Publications] Y.Kawakita, T.Kihara, K.Miki, K.Shimomura: "Proposal of Arrayed Waveguides Optical Deflector and Wavelength Divide Optical Switch"Proceedings of SPIE. 4640. (2002)