研究課題
基盤研究(A)
本研究は、歪補償量子ナノ構造の微細化・高品質化および高密度化を推進して、量子ナノ構造を用いた高性能・高機能な光通信用半導体レーザの実現を目的として行われた。おもな実績は下記のとおりである。(1)電子線露光、低損傷・微細ドライエッチング技術を駆使し、活性層分離型5層量子線幅DFBレーザを作製し、量子細線幅30nm、ストライプ幅3.4μm、共振器長350μmの素子において、室温連続動作におけるしきい値電流2.1mA、副モード抑圧比50dBを実現した。(2)活性層分離型DFBレーザの低しきい値・高効率動作を目的として、活性DFB領域と受動DBR領域からなる異なる量子細線状活性層を有する分布反射型(DR)レーザを作製し、低しきい値動作ではしきい値電流1.2mA、高効率動作では前端面より外部微分量子効率36%を実現した。そして回折格子形成時のエッチング深さを従来の120nmから180nmに変更し、屈折率結合係数を約50%高めたDRレーザを作製した。その結果、室温・CW駆動条件下で、しきい値電流0.8mA(しきい値電流密度180A/cm^2)、外部微分量子効率20%、しきい値電流の2倍の注入電流において副モード抑圧比(SMSR)41dBの良好な低しきい値動作、単一モード特性を実現した。(3)室温以上の高温領域におけるしきい値電流上昇の抑制・完全単一モード動作を実現するため、室温におけるブラッグ波長をELピーク波長の長波長側に54nmのチューニングを施した歪補償多層活性層分離型DFBレーザを作製した。室温において横高次モードやFPモードでの発振は観測されず、しきい値の2倍の注入電流において副モード抑圧比51dBの良好な単一モード動作が確認された。10℃から85℃の温度範囲において、モード跳びは観測されておらず、しきい値電流は50℃において最小値5.4mAをとる温度依存性が得られた。この温度範囲でのしきい値電流密度の温度変化は±19%、外部微分量子効率の低下は24%と大幅な温度安定化を実現した。
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Jpn. J. Appl. Phys. 46・2
IEEE Photon. Technol. Lett. 19・5
ページ: 264-266
ページ: 291-293
Jpn.J.Appl.Phys. 46・17
Jpn.J.Appl.Phys vol.46, no.2
IEEE Photon. Technol. Lett vol.19, no.5
IEEE Photon.Technol.Lett vol.19, no.5
Jpn.J.Appl.Phys. vol.46, no.17
IEEE Photon. Technol. Lett. 19・4
Optics Express 14・18
ページ: 8814-8818
Jpn. J. Appl. Phys. 45・11
ページ: 8717-8718
Opt.Express vol.14, no.18
Jpn.J.Appl.Phys vol.45, no.11
ページ: 8184-8188
Proceedings of SPIE(招待論文) 5738
ページ: 303-317
IEICE Electronics Express 2・11
ページ: 356-361
IEEE J. Select. Topics in Quantum Electron. 11・5
ページ: 1162-1168
ページ: 1174-1179
Appl. Phys. Lett. 87・22
Proceedings of SPIE vol.5738
IEICE Electronics Express vol.2, no.11
IEEE J.Select. Topics Quantum Electron. vol.11, no.5
IEEE J.Select. Topics Quantum Electron vol.11, no.5
Appl.Phys.Lett vol.87, no.22
Encyclopedic Handbook of Integrated Optics(Boca Raton)(FL)
ページ: 36-40
Proceedings of SPIE 5738
IEEE J.Select.Topics in Quantum Electron. 11・5
Appl.Phys.Lett. 87・22
http://www.pe.titech.ac.jp/AraiLab/index.html
