| 研究課題/領域番号 |
19H02631
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
上向井 正裕 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (80362672)
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| 研究分担者 |
片山 竜二 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40343115)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 窒化物半導体 / 半導体レーザ / 非線形光学デバイス / 量子情報処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年発表されたスケーラブルでプログラマブルな光量子コンピュータはスクイーズド光源を必要とするが、これには大型で高価なチタンサファイアレーザやバルク強誘電体結晶を用いた不安定なボウタイ共振器型光パラメトリック発振器がいまだに使用されている。
本研究ではこれらをInGaN半導体レーザとGaNシングルパス導波路型光パラメトリック増幅器に置き換えることで、光量子コンピューティングに応用可能な小型・低消費電力で実用的なスクイーズド光源を実現することを目的する。
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| 研究成果の概要 |
高分解能リソグラフィや結晶再成長を必要としない比較的簡便なプロセスで作製可能な高次結合深溝DBRグレーティング及び周期的スロット構造を用いた400 nm帯半導体レーザの作製・評価を行い、後者から単一モード発振と波長可変特性がこの波長帯で初めて得られた。
また窒化物半導体の極性を反転して積層した新規構造導波路型非線形光学デバイスの設計・作製を行い、229～438 nmの広範囲の波長帯で第二高調波発生を確認した。励起光をこの構造においてスクイーズド光発生に必要な高次モード導波光に結合するグレーティング入力結合器を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光集積デバイスの光源となりうるInGaN波長可変単一モードレーザの開発に成功したことから、波長変換デバイスや導波路型マッハツェンダー干渉計などと1チップに集積した小型で高機能なモノリシック光集積デバイスの実現に向け前進したといえる。
また窒化物半導体の極性を反転して積層した新規構造導波路型非線形光学デバイスの設計・作製手法を確立するとともに、超短パルスレーザ励起においてウォークオフを考慮した理論値が実験値と比較的一致するなど評価手法においても多くの知見を得た。
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