大容量光伝送・光情報処理における出射ビーム制御低発振しきい値半導体レーザー

• 研究課題/領域番号: 24560429
• 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: 立命館大学
• 研究代表者: 沼居 貴陽 立命館大学, 理工学部, 教授 (60261351)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 半導体レーザー / 横モード

研究成果の概要

結合光導波路を備えたリッジ型半導体レーザーにおいて結合光導波路の材質を半導体から誘電体に変更することで結合光導波路へのリーク電流を低減した。さらに結合光導波路とメサとの距離をゼロにしたリッジ型半導体レーザーを提案した。この結果、単峰出射ビーム、高光出力を維持した状態で通常のリッジ型半導体レーザーよりも発振しきい電流を低減できた。
横方向回折格子をもつリッジ型半導体レーザーを提案し、さらに横方向回折格子の上部を絶縁体にすることで、横方向回折格子へのリーク電流を低減した。この結果、単峰出射ビーム、高光出力を維持した状態で通常のリッジ型半導体レーザーよりも発振しきい電流を低減することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Partially Formed Anti-guiding Cladding Layers (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiya Katsuragawa and Takahiro Numai
  • 雑誌名: Optical and Quantum Electronics 巻: 47 号: 7 ページ: 2161-2167
  • DOI: 10.1007/s11082-014-0090-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Selective Double-sided Anti-guiding and Partially Undoped Cladding Layers (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiya Katsuragawa and Takahiro Numai
  • 雑誌名: Optical and Quantum Electronics 巻: 47 号: 6 ページ: 1381-1387
  • DOI: 10.1007/s11082-014-0084-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Horizontal Coupling of Lateral Modes (2014)
  • 著者名/発表者名: Guowei Chai and Takahiro Numai
  • 雑誌名: Optical and Quantum Electronics 巻: 46 号: 10 ページ: 1217-1223
  • DOI: 10.1007/s11082-013-9821-y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser for Separate Confinement of Horizontal Transverse Modes and Carriers (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kato, H. Yoshida, and T. Numai
  • 雑誌名: Opt. Quantum Electron 巻: 45 号: 7 ページ: 573-579
  • DOI: 10.1007/s11082-012-9620-x
  • 査読あり
• [学会発表] Control of Longitudinal and Transverse Modes in Semiconductor Lasers (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Numai
  • 学会等名: 2015 EMN Optoelectronics Meeting (Energy Material Nanotechnology)
  • 発表場所: 北京（中華人民共和国）
  • 年月日: 2015-04-24
  • 招待講演
• [学会発表] 選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザー (2014)
  • 著者名/発表者名: 大島 光則、沼居 貴陽
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] 横方向回折格子と選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザー ―クラッド層厚依存性― (2014)
  • 著者名/発表者名: 平崎 琢也、沼居 貴陽
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Simulation of a Ridge-type Semiconductor Laser with Selective Double-Sided Anti-guiding and Partially Undoped Cladding Layers (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiya Katsuragawa and Takahiro Numai
  • 学会等名: 14th International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices (NUSOD 2014)
  • 発表場所: Palma de Mallorca (Spain)
  • 年月日: 2014-09-01
• [学会発表] Symmetric Ridge-type Semiconductor Laser with Selectively Formed Double-Sided Antiguiding Cladding Layers
  • 著者名/発表者名: D. Katsuragawa and T. Numai
  • 学会等名: Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2013 in Stockholm)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser with Horizontal Coupling of Lateral Modes
  • 著者名/発表者名: G. Chai and T. Numai
  • 学会等名: 13th International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices (NUSOD 2013)
  • 発表場所: University of British Columbia, Vancouver, Canada
• [学会発表] 選択的絶縁体反導波クラッド層を設けた非対称リッジ型半導体レーザーにおける低しきい値・キンクフリー発振
  • 著者名/発表者名: 大島光則，沼居貴陽
  • 学会等名: 2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府）
• [学会発表] 横方向回折格子を設けたリッジ型半導体レーザーにおけるレーザー特性と横方向回折格子の次数との関係
  • 著者名/発表者名: 平崎琢也，沼居貴陽
  • 学会等名: 2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府）
• [学会発表] 選択的絶縁体クラッド層を有する非対称リッジ型半導体レーザー
  • 著者名/発表者名: 大島光則，沼居貴陽
  • 学会等名: 2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス（神奈川県）
• [学会発表] 横方向回折格子と選択的絶縁体クラッド層を有するリッジ型半導体レーザー―回折格子次数依存性―
  • 著者名/発表者名: 平崎琢也，沼居貴陽
  • 学会等名: 2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス（神奈川県）
• [学会発表] Simulation of a Ridge-Type Semiconductor Laser for Separate Confinement of Horizontal Transverse Modes and Carriers
  • 著者名/発表者名: H. Kato, H. Yoshida, and T. Numai
  • 学会等名: 12th International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices (NUSOD 2012)
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] Ridge-Type Semiconductor Laser with a Partially Undoped Antiguiding Cladding Layer for Horizontal Transverse Modes
  • 著者名/発表者名: G. Chai and T. Numai
  • 学会等名: Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2013 in Taipei)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Asymmetric Ridge-type Semiconductor Laser with a Selectively Formed Single-Sided Antiguiding Cladding Layer
  • 著者名/発表者名: M. Higaki and T. Numai
  • 学会等名: IEICE Technical Meeting
  • 発表場所: 機械振興会館 東京都
• [学会発表] 選択的反導波クラッド層を設けた非対称リッジ型半導体レーザー
  • 著者名/発表者名: 檜垣将広，沼居貴陽
  • 学会等名: 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
• [学会発表] 横方向回折格子を設けたリッジ型半導体レーザー
  • 著者名/発表者名: 福屋準，沼居貴陽
  • 学会等名: 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
• [学会発表] 選択的反導波クラッド層を設けた非対称リッジ型半導体レーザーにおけるメサ幅依存性
  • 著者名/発表者名: 檜垣将広，沼居貴陽
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学 神奈川県
• [学会発表] 横方向回折格子を設けたリッジ型半導体レーザーにおけるメサ幅依存性
  • 著者名/発表者名: 福屋準，沼居貴陽
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学 神奈川県
• [図書] Fundamentals of Semiconductor Lasers, Second Edition (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Numai
  • 総ページ数: 289
  • 出版者: Springer
• [図書] 大学生のための量子力学演習 (2013)
  • 著者名/発表者名: 沼居貴陽
  • 総ページ数: 243
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 半導体デバイス工学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大村泰久編著（分担執筆者：沼居貴陽）
  • 出版者: オーム社