極限光デバイスの基礎

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03244103
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神谷 武志 東京大学, 工学部, 教授 (70010791)
• 研究分担者: 佐々木 敬介 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (00051425) ; 小林 哲郎 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (10029522) ; 大津 元一 東京工業大学, 総合理工学研究科, 助教授 (70114858) ; 梅野 正義 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90023077) ; 伊藤 弘昌 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20006274)
• キーワード: 光エレクトロニクス / 超高速デバイス / 非線形光学 / 半導体レ-ザ / 光・電子集積回路 / 光周波数測定 / 光スイッチ / 光電子材料

研究概要

1.[研究の狙い]本研究は将来の超高速、超並列光エレクトロニクスの種となる新材料、新デバイス原理、新光回路の課題を追求する基礎的研究であり、光のもつ情報機能の極限を明らかにすることを目的とする。
2.[研究の方法および成果](1)超高速デバイスの材料的基礎に関しては非線形光学効果の利用において最大の問題である位相整合の問題を解決する周期構造による擬整合条件の達成に関して電子ビ-ム書き込みによる強誘電体LiNbO^3の周期的強制分極の実験(伊藤)、位相共役効果または双安定効果を利用した機能光デバイスの検討特に偏光面双安定半導体レ-ザのダイナミクス研究(丹野)、超微粒子を含む低軟化点ガラス光ファイバおよびその非線形効果の検討(佐々木豊)、極限的超短パルス生成のための新しい光変調器の開発およびライフタイムフリ-超高速光スイッチの提案(小林)をおこなっている。(2)超高速、超高周波デバイスの回路的基礎に関しては超短光パルス波形制御に有効な非線形半導体レ-ザ増幅器の検討および光トリガによる高速光電子集積回路の設計と電気光学サンプリングによる評価(神谷)、ならびに近紫外から近赤外におよぶ光掃引発振器をめざしてレ-ザ周波数を確度10^<-10>で測定可能な光周波数カウンティングシステムの試作(大津)をおこなつた。(3)超並列デバイスの材料的基礎については非局在パイ電子をもつ有機非線形材料による高効率導波路SHG素子、超高速全光スイッチ、全光双安定素子の試作実験(佐々木敬介)、およびディスロケ-ション密度の軽減されたシリコン基板GaAsエピタシキアル薄膜を用いた並列コンピュ-タに適する半導体レ-ザの試作ならびに半導体レ-ザとFETを集積化したOEICの作成(梅野)をおこなった。
3.[今後の展開]急速に進歩を続ける非線形材料と量子光学の諸概念を極限光デバイス開拓に結び付けたい。

研究成果

• [文献書誌] Ryo Takahashi: "Noise suppresion by a novel probe beam polarization modulation in electrooptic sampling" Applied Physics Letters. 58. 2200-2202 (1991)
• [文献書誌] Masaki Tohyama: "A scheme of picosecond pulse shaping using gain saturation characteristics of semiconductor laser amplifiers" IEEE Journal of Quantum Electronics. 27. 2201-2210 (1991)
• [文献書誌] Hiromasa Ito: "Fabrication of periodic domain grating in LiNbO_3 by electron beam writing for the application of nonlinear optical processes" Electronics Letters. 27. 1221-1221 (1991)
• [文献書誌] Hitishi Kawaguchi: "Picosecond optical pulse generation from mutually coupled laser diodes by synchronous pump mode-locking" Japanese Journal of Applied Physics. 30. L1402-L1405 (1991)
• [文献書誌] Tsutomu Yanagawa: "Photodarkening and microcrystallite size in colored filter glasses" Applied Physics Letters. 59. 1690-1692 (1991)
• [文献書誌] Keisuke Sasaki: "Functional waveguides with optically nonlinear organic materials" Proceedings of American Chemical Society (Symposium Series). 455. 316-330 (1991)
• [文献書誌] O.Sugihara: "Phase-matched second harmonic generation in poled dye 1 polymer waveguide" Applied Optics. 30. 2957-2960 (1991)
• [文献書誌] O.Sugihara: "Phase-matched second harmonic generation in 4-layered 2-methyl-4-nilroaniline waveguide with grating coupler" Optics Letters. 16. 702-704 (1991)
• [文献書誌] O.Sugihara: "Second harmonic generation by Cherenkov type phase matching in a poled polymer waveguide" Journal of Applied Physics. 70. (1991)
• [文献書誌] A.Okada: "Phase-matched second harmonic generation in poled PMMA films doped with p-Nitroaniline" Nonlinear Optics. 1. (1991)
• [文献書誌] O.Sugihara: "Phase-matched second harmonic generation in 4-layer 2-methyl-4-nitro aniline single crystal film waveguide with grating couplers" Journal of Optical Society of America. (1992)
• [文献書誌] Motonobu Kourogi: "A 250 Hz Spectral Linewidth 1.5μm MQWーDFB Laser Diode with NegativeーElectricalーFeedback" IEEE Photonics Technology Letters. 3. 496-498 (1991)
• [文献書誌] Kenichi Nakagawa: "Injection looking of a highly coherent and highーpower diode laser at 1.5μm" Optics Letters. 16. 1590-1592 (1991)
• [文献書誌] Takashi Egawa: "Room-temperature continuous-wave operation of AlGaAs-GaAs single-quantum-well lasers on Si by meta lorganic chemical vapor deposition using AlGaAs-AlGaP intermediate layers" IEEE Journal of Quantum Electronics. 27. 1798-1803 (1991)
• [文献書誌] Y.Kobayashi: "Selective-area-groun AlGaAs/GaAs single quantum well lasers on Si substrates by metalorganic chemical vapor deposition" Japanese Journal of Applied Physics. 30. L1781-L1783 (1991)
• [文献書誌] Takashi Egawa: "Effects of dislocation and stress on characteristics of GaAs-based laser grown on Si by metalorganic chemical vapor deposition" Japanese Journal of Applied Physics. (1992)
• [文献書誌] 小林 哲郎: "電気光学変調による超高速レ-ザパルス生成" 電子情報通信学会論文誌 Cー1. J74ーCー1. 387-397 (1991)
• [文献書誌] B.Y.Lee: "Velocity Matched EO Phase Modulator for Wide Optical Sideband Generation" Electronics Letters.
• [文献書誌] B.Y.Lee: "High-Speed Electrooptic Deflector and Its Application to Picosecond Pulse Generation" IEEE Journal of Quantum Electronics.
• [文献書誌] 神谷 武志: "半導体レ-ザを光源とする電気光学サンプリング" 応用物理. 61. 30-37 (1992)
• [文献書誌] 梅野 正義: "Si基板上の半導体レ-ザ-" レ-ザ-研究. 19. 98-105 (1991)
• [文献書誌] 森本 朗裕: "(光の極限計測技術)超短パルス光計測" 応用物理. 60. 598-599 (1991)
• [文献書誌] 末田 正: "超高速光エレクトロニクス" 培風館, 357 (1991)
• [文献書誌] 伊藤 弘昌: "新・有機非線形光学材料 1" シ-エムシ-, 305 (1991)
• [文献書誌] Motoichi Ohtsu: ""Coherence,Amplification,and Quantum Effects in Semiconductor Lasers"ed by Y.Yamamoto Chapter 5" J.Wiley & Sons, 646 (1991)
• [文献書誌] Motoichi Ohtsu: "A Highly Coherent Semiconductor Lasers" Artech House, 340 (1991)