１．５５μｍ帯偏光双安定デバイスの超高速スイッチング特性の測定・評価

• 研究課題/領域番号: 23560396
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 片山 健夫 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (80313360)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 光スイッチ / 高性能レーザ / 応用光学・量子光工学 / 計測工学 / 先端機能デバイス

研究概要

情報通信において、通信量と消費電力の増大が大きな問題となっており、全光型通信の実現が求められている。面発光半導体レーザ(VCSEL)の偏光スイッチのスイッチングの過渡応答を測定し、偏光双安定スイッチの機構を解明し、さらなる高速化を目指したVCSELの構造を設計することを目的とした。そこで、VCSELの高速化、低消費電力化、高機能化のための構造の研究を行い、測定システムの検討、さらにVCSELを用いた応用システムの研究も行った。

研究成果

• [雑誌論文] 1.55-μm VCSEL with a polarization-independent HCG mirror on SOI (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsunemi, N. Yokota, S. Majima, K.Ikeda, T. Katayama, H. Kawaguchi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol. 21 号: 23 ページ: 28685-28692
  • DOI: 10.1364/oe.21.028685
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-optical header recognition and packet switching using polarization bistable VCSEL (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, T. Okamoto, H. Kawaguchi
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: Vol. 25 号: 9 ページ: 802-805
  • DOI: 10.1109/lpt.2013.2252161
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-optical flip-flop operation at 1-mA bias current in polarization bistable vertical-cavity surface-emitting lasers with an oxide confinement structure (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Katayama, A.Yanai, K.Yukawa, S.Hattori, K.Ikeda, S.Koh, H.Kawaguchi
  • 雑誌名: IEEE Photon.Tech.Lett. 巻: 23 号: 23 ページ: 1811-1813
  • DOI: 10.1109/lpt.2011.2169778
  • 査読あり
• [学会発表] HCG領域の形状による偏光無依存HCG-VCSELの発振偏光制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 常深義博, 横田信英, 間嶋翔太, 池田和浩, 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県新潟市)
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] 偏光双安定VCSELの全光型ANDゲート動作のビット誤り率測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋はるな, 林大介, 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県新潟市)
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] 凹面鏡外部共振器VCSELの高速偏光自己変調 (2014)
  • 著者名/発表者名: 劉涛, 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] 偏光双安定VCSELの全光型ANDゲート動作のビット誤り率測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋はるな、林大介、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県新潟市)
• [学会発表] 凹面鏡外部共振器VCSELの高速偏光自己変調 (2014)
  • 著者名/発表者名: 劉涛、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県新潟市)
• [学会発表] HCG領域の形状による偏光無依存HCG-VCSELの発振偏光制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 常深義博、横田信英、間嶋翔太、池田和浩、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県新潟市)
• [学会発表] 偏光双安定VCSELによる全光型フリップ・フロップ動作のビット誤り率測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫, 林大介, 河口仁司
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] 同一波長セット光・リセット光による偏光双安定VCSELのフリップフロップ動作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林大介, 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] SOI基板上1.55μm帯HCG-VCSELの光励起レーザ発振 (2013)
  • 著者名/発表者名: 常深義博, 横田信英, 間嶋翔太, 池田和浩, 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] Recent Progress in Polarization Bistable VCSELs and Their Applications for All-Optical Signal Processing (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi, T. Katayama
  • 学会等名: 6th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL 2013)
  • 発表場所: Tourist Health-Improving Complex"Sudak"(Crimea, Ukraine)
  • 年月日: 2013-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] 偏光双安定VCSELを用いた全光型ヘッダ識別による光パケットスイッチング (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: サンリフレ函館(北海道函館市)
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] Design and fabrication of a polarization-independent HCG (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ikeda, K. Takayose, T. Katayama, H. Kawaguchi
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim and the 18th OptoElectronics and Communications Conference/ Photonics in Switching 2013 (CLEO-PR & OECC/PS 2013)
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都府京都市)
  • 年月日: 2013-07-02
• [学会発表] Optical Packet Switching by All-Optical Header Recognition Using 1.55-µm Polarization Bistable VCSEL (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, T. Okamoto, H. Kawaguchi
  • 学会等名: The European Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-IQEC 2013)
  • 発表場所: Messe München International, (Munich, Germany)
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] 1.55-μm帯偏光双安定VCSELを用いた全光型ヘッダ識別による光パケットスイッチング (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本拓也, 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜県岐阜市)
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] Recent Progress in Polarization Bistable VCSELs and Their Applications for All-Optical Signal Processing (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi and T. Katayama
  • 学会等名: 6th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers
  • 発表場所: Tourist Health-Improving Complex "Sudak" (ウクライナ・クリミア)
  • 招待講演
• [学会発表] 偏光双安定VCSELを用いた全光型ヘッダ識別による光パケットスイッチング (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 函館サンリフレ(北海道函館市)
• [学会発表] 偏光双安定VCSELによる全光型フリップ・フロップ動作のビット誤り率測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫、林大介、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県福岡市)
• [学会発表] 同一波長セット光・リセット光による偏光双安定VCSELのフリップフロップ動作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林大介、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県福岡市)
• [学会発表] Design and fabrication of a polarization-independent HCG (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ikeda, K. Takayose, T. Katayama, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim and the 18th OptoElectronics and Communications Conference/Photonics in Switching 2013
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都府京都市)
• [学会発表] SOI基板上1.55 μm帯HCG-VCSELの光励起レーザ発振 (2013)
  • 著者名/発表者名: 常深義博、横田信英、間嶋翔太、池田和浩、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学(福岡県福岡市)
• [学会発表] 低Q値共振器をもつ偏光双安定VCSELのスイッチングパワー離調特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川畑将志, 片山健夫, 池田和浩, 河口仁司
  • 学会等名: 2012年(平成24年)秋季, 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県松山市)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] All-optical flip-flop operation of polarization bistable VCSELs with an oxide confinement structure (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Yanai, K. Yukawa, S. Hattori, K. Ikeda, S. Koh, H. Kawaguchi
  • 学会等名: IEEE Photonics 2011 Conference (IPC11)
  • 発表場所: Arlington, VA, USA
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] 酸化狭窄偏光双安定VCSELを用いた全光フリップ・フロップのサブmA動作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫, 河口仁司
  • 学会等名: 2011年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 酸化狭窄構造を持つ偏光双安定VCSELの全光フリップ・フロップ動作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫, 矢内彰雄, 湯川浩平, 服部聡史, 池田和浩, 黄晋二, 河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県金沢市)
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] All-optical flip-flop operation of polarization bistable VCSELs with an oxide confinement structure (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Yanai, K. Yukawa, S. Hattori, K. Ikeda, S. Koh, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: 2011 IEEE Photonics Conference
  • 発表場所: 米国、バージニア州、アーリントン
• [学会発表] 酸化狭窄構造を持つ偏光双安定VCSELの全光フリップ・フロップ動作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山 健夫、矢内 彰雄、湯川 浩平、服部 聡史、池田 和浩、黄 晋二、河口 仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 石川県金沢市
• [学会発表] 酸化狭窄偏光双安定VCSELを用いた全光フリップ・フロップのサブmA動作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山 健夫、河口 仁司
  • 学会等名: 2011年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道札幌市
• [学会発表] 低Q値共振器をもつ偏光双安定VCSELのスイッチングパワー離調特性
  • 著者名/発表者名: 川畑将志
  • 学会等名: 2012年（平成24年）秋季、第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学（松山市）
• [学会発表] 1.55-µm帯偏光双安定VCSELを用いた全光型ヘッダ識別による光パケットスイッチング
  • 著者名/発表者名: 岡本拓也
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜市)
• [学会発表] Optical Packet Switching by All-Optical Header Recognition Using 1.55-μm Polarization Bistable VCSEL
  • 著者名/発表者名: T. Katayama
  • 学会等名: CLEO/Europe-IQEC 2013
  • 発表場所: ミュンヘン、ドイツ
• [備考]
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index.html
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 超高速フォトニクス研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index-j.html
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 超高速フォトニクス研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index-j.html